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Action de témoignage d'experts de l'infection de grippe dans les poumons des souris vivantes

Dans le roman 1966, le voyage fantastique, écrits par Isaac Asimov biochimiste et auteur, un équipage des gens deviennent miniaturisé afin de se déplacer par le fuselage d'un scientifique et le sauvegarder d'un caillot sanguin en son cerveau.

Pour l'université du virologue et de l'expert en matière Yoshihiro Kawaoka de Wisconsin-Madison de grippe, voir récent l'infection réelle et active de grippe dans les poumons des souris vivantes était pour la première fois réminiscent de cette pièce de 50 ans de la science-fiction, qui a été également adaptée dans un film.

En publiant aujourd'hui (25 juin 2018) dans les démarches de l'académie nationale des sciences, de Kawaoka et de son équipe décrivez un outil neuf qu'ils appellent FluVision, qui leur permet d'être témoin de l'infection de grippe chez un animal vivant dans l'action. D'ailleurs, il fournit un hublot à un monde qu'aucun n'a vu avant, permettant à des scientifiques d'observer et comprendre mieux ce qui se produit quand un virus infecte les poumons et le fuselage répond.

« Maintenant nous pouvons voir à l'intérieur de du fuselage en temps réel chez les animaux infectés par le virus, » dit le professeur d'UW-Madison des sciences pathobiological à l'école d'UW-Madison de la médecine vétérinaire. « Elle est comme nous pouvons rétrécir et aller à l'intérieur du fuselage. »

Ce faisant, les scientifiques ont documenté des différences dans l'action de deux tensions différentes de la grippe, les virus de la grippe étés témoin comme ils se sont étendus dans les poumons, ont révélé une diminution de vitesse de flux sanguin dans des endroits infectés des poumons, observés l'activation et le comportement des neutrophiles appelées de cellules immunitaires, et indiqués certains des dégâts qui peuvent être causée par une infection avec une tension de grippe élevé-pathogène.

Notamment, infection avec une tension élevé-pathogène de la grippe - la « grippe aviaire, » H5N1 - montant plus rapidement et causes plus de dégâts que l'infection avec une tension humaine plus douce et souris-adaptée - H1N1. La pathogénicité se rapporte à la capacité d'un virus d'entraîner la maladie.

Pour scruter au microscope à l'intérieur des poumons des souris vivantes, l'équipe de Kawaoka a dû surmonter plusieurs défis. Le premier était de trouver la technologie qui leur a permise de voir les poumons. Un autre groupe avait frayé un chemin ceci avec une microscopie appelée d'excitation de deux-photon d'approche, et l'équipe de Kawaoka l'a adaptée pour son étude.

L'équipe a dû établir un système qui lui a permis de travailler avec des virus de la grippe à un haut niveau de sécurité biologique - ; niveau trois de sécurité biologique - ; tout en également permettant à techniciens l'accès à la source de laser requise pour voir des objectifs d'intérêt pour les poumons. Modèle aidé par Ueki de Hiroshi d'auteur important qu'un système dans lequel le laser est situé en dehors de l'espace de laboratoire de haut-endiguement, orienté par un petit vitrail à un microscope à l'intérieur du laboratoire, a tout établi sur les plates-formes stabilisées qui ont dû être matériel séparées mais pratiquement branchées.

L'équipe de Kawaoka a dû également produire les virus fluorescent-marqués qui pourraient être employés pour infecter les souris et être vus avec le laser sous le microscope, mais qui également a fonctionné assimilé aux virus a trouvé en nature. Ils appellent la Couleur-grippe de technologie.

De plus, les chercheurs ont dû développer une méthode pour maintenir toujours une partie du poumon tandis que la souris respirait ainsi ils pourraient obtenir les images et les vidéos de haute qualité. L'équipe a eu un petit, le dispositif coutume-ouvré effectué appelé un hublot thoracique, que Kawaoka dit a été breveté, qui emploie un aspirateur pour stabiliser une petite partie de poumon chirurgical-exposé pendant la représentation.

Pour l'étude, les souris infectées de chercheurs avec le H5N1 fluorescent-marqué ou le H1N1. Deux jours après infection, ils pourraient voir des cellules dans le poumon infecté avec des particules de virus. Les nombres de ces cellules ont atteint leurs trois jours maximaux après infection et étaient plus élevés dans des poumons de H5N1-infected.

Le flux sanguin dans les capillaires des poumons grippe-infectés a ralenti après infection avec l'un ou l'autre de virus, cependant dans une moindre mesure chez des souris de H1N1-infected. Ceci propose que les virus affectent le système vasculaire avant d'endommager poumon.

Les poumons des souris infectées avec le H5N1 sont également devenus des deux jours « inétanches » après l'exposition de virus, par lequel les teneurs des capillaires aient imprégné dans les poches aérien minuscules des poumons, les alvéoles appelés. Ceci a été également associé à une augmentation du nombre de cellules mortes dans les poumons.

« Clairement, quelque chose est erronée avec les capillaires pulmonaires, » dit Kawaoka, qui est également un professeur à l'université de Tokyo, où le travail a été effectué. « La raison pour laquelle nous voyons cette fuite est que les jonctions entre les cellules endothéliales (qui composent les récipients dans les poumons) se desserrer pour quelque raison. Nous avons documenté ceci pour la première fois. »

L'étude des mécanismes de l'infection peut être quelque chose d'un effort de poulet-et-oeuf, parce qu'une fois que l'infection commence, fait ainsi la réaction de fuselage, déclenchant une cascade d'actions qui peuvent également entraîner certains des dégâts liés à l'agent pathogène. Une partie de elle, comme l'équipe du Kawaoka pulmonaire de leakiness observée, peut aider le fuselage à répondre, il dit. Cette relation entre le virus et l'hôte est ce qui pilote beaucoup de la curiosité de Kawaoka.

Son équipe a choisi de regarder les neutrophiles appelées de cellules immunitaires, une des premières lignes de défense du fuselage. Leur action peut entraîner l'inflammation. Chez les souris infectées avec le H5N1, des neutrophiles ont été recrutées aux poumons le premier jour après exposition, devenant six fois plus répandues. Elles ont doublé dans les poumons des souris infectées avec H1N1.

Après que le nombre de cellules grippe-infectées ait fait une pointe le jour trois, les numéros de neutrophile ont chuté, mais ceux qui sont restés se sont comportés différemment que des neutrophiles chez les souris saines.

L'équipe a constaté que les neutrophiles montrent deux genres de mouvement : lent et rapide. Dans des poumons grippe-infectés, les neutrophiles qui sont restées après le jour maximal ont montré une diminution de mouvement rapide et ont passé plus de temps déménageant lentement, comme si surveillant pour les cellules infectées.

« Nous ne savons pas encore pourquoi et ce qu'elles font, » dit Kawaoka, mais, il note, ceci est la première fois que ce comportement a été documenté. Et pour lui, c'est motivation pour creuser encore plus profond, et adapte la technologie pour d'autres virus respiratoires.

« Nous voyons les mécanismes du système immunitaire au travail, » il dit. « Ce sont les choses que vous découvrez et il excite, mais maintenant nous devons figurer à l'extérieur que se passe-t-il. »