The choroid plexus is a source of active renin in the central nervous system

Resumo Técnico: O Plexo Coroide como uma Fonte de Renina Ativa no Sistema Nervoso Central

Problema
A existência de um sistema renina-angiotensina (SRA) funcional e local dentro do sistema nervoso central (SNC) tem sido objeto de debate por mais de 50 anos. Embora os componentes do SRA regulem o equilíbrio cardiovascular e de fluidos perifericamente, a identificação de renina funcional e ativa no cérebro permanece controversa. A literatura anterior teve dificuldades em provar definitivamente que o SNC produz quantidades suficientes de renina ativa em compartimentos anatômicos apropriados para sustentar um sistema local generalizado, com alguns estudos sugerindo que a atividade detectada pode ser renina plasmática retida ou atribuída à catepsina D, em vez de renina verdadeira. Uma questão crítica não resolvida é se uma fonte específica dentro do SNC gera e libera renina funcional no líquido cefalorraquidiano (LCR) independentemente da circulação sistêmica.

Metodologia
Os autores empregaram uma abordagem interdisciplinar integrando transcriptômica, biologia molecular e ensaios funcionais em modelos de camundongos e humanos:

1. Análise Transcriptômica: A equipe realizou uma análise de pseudopulsação (pseudobulk) e de sequenciamento de RNA de célula única (scRNA-seq) em 18 conjuntos de dados públicos (tanto de camundongos quanto de humanos) para avaliar a expressão de Ren1 (renina), Ace (enzima conversora de angiotensina) e Agt (angiotensinogênio) especificamente nas células epiteliais do plexo coroide (CEPCs).
2. Validação Molecular:
   • qPCR: Validou a expressão de mRNA de Ren1 em CEPCs de camundongos em diferentes idades e sexos.
   • Western Blotting: Quantificou a abundância da proteína renina em explantes de plexo coroide de camundongos perfundidos com salina em comparação com o tecido renal.
   • Imunofluorescência e RNAscope: Utilizou RNAscope de fluorescência multiplex e imunofluorescência em tecidos pós-morte de camundongos e humanos para visualizar o mRNA de Ren1 e sua colocalização com o angiotensinogênio (AGT) e a aquaporina-1 (AQP1).
3. Ensaios Funcionais:
   • Explantes de Camundongos: Isolou explantes de plexo coroide de camundongos perfundidos com PBS e incubou-os em LCR artificial (aCSF) por 24 horas. A atividade da renina no meio condicionado foi medida usando um substrato de peptídeo FRET fluorogênico específico para a clivagem da renina.
   • Análise de LCR Humano: Mediu a atividade da renina em amostras de LCR humano do coorte do Projeto Alzheimer de Tennessee (TAP) (n=21), utilizando um ensaio fluorogênico específico para humanos.
4. Análise Correlacional: No coorte humano, a atividade da renina no LCR foi correlacionada com a atividade da renina plasmática substituta (PRA-S), a razão LCR/albumina sérica (um marcador de integridade da barreira hematoencefálica) e os níveis de angiotensinogênio no LCR. Mudanças associadas à idade nos componentes do SRA no LCR e no soro também foram analisadas.

Resultos Principais

• Evidência Transcriptômica: Conjuntos de dados públicos confirmaram que o Ren1 é expresso em CEPCs tanto em camundongos quanto em humanos. A expressão foi maior in vivo do que in vitro e comparável entre os sexos. Aproximadamente 1,13% das CEPCs expressam renina, sendo que cerca de 60% dessas células coexpressam Ace. A expressão pareceu ser ligeiramente maior nos ventrículos laterais em comparação ao quarto ventrículo.
• Expressão Proteica: A proteína renina foi detectada em explantes de plexo coroide de camundongos. Em camundongos machos, a abundância de renina no plexo coroide foi comparável à do rim por unidade de micrograma de proteína, embora a massa total do rim resulte em uma produção absoluta exponencialmente maior. Em camundongos fêmeas, a renina do plexo coroide foi significativamente menor que a do rim.
• Secreção Funcional: Explantes de plexo coroide de camundongos secretaram renina ativa no meio condicionado. Essa atividade foi independente dos níveis de renina plasmática e variou conforme a localização ventricular, com explantes de ventrículos laterais apresentando maior atividade do que os do 3º e 4º ventrículos.
• Achados de LCR Humano: A atividade da renina foi detectada no LCR humano. Crucialmente, a atividade da renina no LCR não apresentou correlação com a renina plasmática circulante (PRA-S) ou com a razão LCR/albumina sérica, indicando que não é derivada da periferia e é independente da integridade da barreira hematoencefálica. Em contraste, os níveis de angiotensinogênio no LCR foram correlacionados com a razão de albumina.
• Efeitos do Envelhecimento: Em adultos humanos, a atividade da renina no LCR aumentou significamente com a idade. Por outro lado, a atividade da renina plasmática não mostrou um aumento associado à idade, e a atividade da ACE sérica na verdade diminuiu com a idade.

Principais Contribuições

• Identificação de uma Fonte: O estudo identifica o plexo coroide como uma fonte definitiva de renina funcional e ativa no SNC, resolvendo controvérsias anteriores sobre a presença de renina local.
• Independência da Circulação: Os autores fornecem evidências de que a atividade da renina no LCR é gerada localmente no SNC e é distinta da renina sistêmica, desafiando a noção de que a atividade do SRA cerebral é meramente um resultado de vazamento periférico.
• Especificidade de Sexo e Idade: O trabalho destaca diferenças de sexo na abundância de renina no plexo coroide (maior em machos em relação à massa renal) e identifica um aumento específico de atividade da renina no LCR associado à idade que não é espelhado na periferia.

Significado
O artigo afirma fornecer "evidências que apoiam um sistema renina-angiotensina cerebral funcional e local". Ao estabelecer o plexo coroide como um órgão secretor de renina ativa, os achados sugerem um mecanismo para sinalização generalizada mediada pelo LCR que pode influenciar a função cerebral além do sistema ventricular. Os autores observam que essa produção local é necessária para mediar as ações da Angiotensina II no cérebro, uma vez que nem a renina nem a Angiotensina II atravessam a barreira hematoencefálica em condições normais.

O aumento da renina no LCR associado à idade é destacado como particularmente relevante, dada a ligação entre a Angiotensina II e a neuroinflamação, estresse neuronal, produção de beta-amiloide e demência. Os autores sugerem que compreender a regulação desta liberação de renina derivada do plexo coroide pode ter implicações para doenças cardiovasculares e neurodegenerativas, particularmente a doença de Alzheimer, onde os inibidores do SRA mostraram benefícios potenciais. No entanto, o artigo conclui modestamente que a regulação desta liberação ainda é incompletamente compreendida e requer mais investigação.