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Atto del testimone di esperti dell'infezione di influenza nei polmoni dei mouse viventi

Nel romanzo 1966, nel viaggio fantastico, scritti da Isaac Asimov biochimico ed autore, una squadra della gente è miniaturizzata per attraversare through l'organismo di uno scienziato e salvarlo da un coagulo di sangue nel suo cervello.

Per l'università di virologo diWisconsin-Madison e di esperto Yoshihiro Kawaoka in influenza, recentemente vedere l'infezione reale e attiva di influenza nei polmoni dei mouse viventi per la prima volta era rievocativo di questo pezzo di 50 anni di fantascienza, che egualmente si è adattata in una pellicola.

Pubblicando oggi (25 giugno 2018) negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze, di Kawaoka e del suo gruppo descriva un nuovo strumento che chiamano FluVision, che li permette di testimoniare l'infezione di influenza in un animale vivo nell'atto. Inoltre, fornisce una finestra in un mondo nessuno hanno veduto prima, permettendo che gli scienziati osservino e capiscano meglio che cosa accade quando un virus infetta i polmoni e l'organismo risponde.

“Ora possiamo vedere dentro dell'organismo che in tempo reale in animali infettati da virus,„ dice il professore diUW-Madison delle scienze pathobiological al banco diUW-Madison di medicina veterinaria. “È come possiamo restringerci ed andare dentro l'organismo.„

In questo modo, gli scienziati hanno documentato le differenze nell'atto di due sforzi differenti di influenza, virus dell'influenza testimoniati come si sono sparsi nei polmoni, hanno mostrato una riduzione della velocità del flusso sanguigno nelle aree infettate dei polmoni, guardate l'attivazione ed il comportamento delle celle immuni chiamate neutrofili e rivelarici alcuno del danno che può essere causata da infezione con uno sforzo di influenza alto-patogeno.

Considerevolmente, infezione con uno sforzo alto-patogeno di influenza - “l'influenza aviaria,„ H5N1 - ricavati più rapidamente e cause più danno che infezione con uno sforzo umano più delicato e mouse-adattato - H1N1. La patogenicità si riferisce alla capacità di un virus di causare la malattia.

Per scrutare microscopicamente dentro i polmoni dei mouse viventi, il gruppo di Kawaoka ha dovuto sormontare parecchie sfide. Il primo era di trovare la tecnologia che li ha permessi di vedere attraverso i polmoni. Un altro gruppo aveva aperto la strada a questo con un approccio chiamato microscopia di eccitazione del due-fotone ed il gruppo di Kawaoka la ha adattata per il suo studio.

Il gruppo ha dovuto sviluppare un sistema che ha permesso che lavorasse con i virus dell'influenza ad un ad alto livello di sicurezza biologica -; Livello tre di sicurezza biologica -; mentre però concedendo a tecnici accesso alla sorgente di laser richiesta per vedere gli oggetti di interesse nei polmoni. Progettazione che aiutata Ueki di Hiroshi dell'autore principale un sistema in cui il laser è situato fuori dello spazio del laboratorio di alto-contenimento, teso attraverso una piccola finestra di vetro ad un microscopio dentro il laboratorio, interamente ha sviluppato sulle piattaforme stabilizzate che hanno dovuto essere separate fisicamente ma virtualmente essere connesse.

Il gruppo di Kawaoka anche ha dovuto creare i virus fluorescente-contrassegnati che potrebbero essere usati per infettare i mouse ed essere osservati con il laser sotto il microscopio, ma che egualmente ha funzionato similmente ai virus ha trovato in natura. Chiamano l'Colore-influenza della tecnologia.

Inoltre, i ricercatori hanno dovuto mettere a punto un metodo per la conservazione della parte del polmone ancora mentre il mouse ha respirato in modo da potrebbero ottenere le immagini ed i video di alta qualità. Il gruppo ha avuto un piccolo, l'unità dogana-perfezionamento fatta chiamato una finestra toracica, che Kawaoka dice è stata brevettata, che usa un vuoto per stabilizzare una piccola parte di polmone chirurgico-esposto durante la rappresentazione.

Per lo studio, i ricercatori hanno infettato i mouse con H5N1 fluorescente-contrassegnato o H1N1. I due giorni dopo l'infezione, potrebbero vedere le celle nel polmone infettato con le particelle del virus. I numeri di queste celle hanno raggiunto i loro tre giorni di punta dopo l'infezione ed erano più alti in polmoni di H5N1-infected.

Il flusso sanguigno nei capillari dei polmoni influenza-infettati ha rallentato dopo l'infezione con qualsiasi virus, comunque in misura inferiore in mouse di H1N1-infected. Ciò suggerisce che i virus pregiudichino il sistema vascolare prima di causare il danno ai polmoni.

I polmoni dei mouse infettati con H5N1 egualmente si sono trasformati nei due giorni “colanti„ dopo l'esposizione del virus, con cui il contenuto dei capillari ha pervaso nei sacchi di aria minuscoli dei polmoni, chiamata alveoli. Ciò egualmente è stata associata con un aumento nel numero delle celle morte nei polmoni.

“Chiaramente, qualcosa è sbagliato con i capillari polmonari,„ dice Kawaoka, che è egualmente un professore all'università di Tokyo, in cui il lavoro è stato realizzato. “La ragione per la quale vediamo questa dispersione è che le giunzioni fra le celle endoteliali (che compongono le imbarcazioni nei polmoni) allentare per qualche motivo. Abbiamo documentato per la prima volta questo.„

Lo studio dei meccanismi dell'infezione può essere qualcosa di uno sforzo dell'pollo-e-uovo, perché una volta che l'infezione comincia, così fa la risposta dell'organismo, avviando una cascata degli atti che possono anche causare alcuno del danno connesso con l'agente patogeno. Alcuno di, come il gruppo del Kawaoka polmonare di leakiness osservato, può aiutare l'organismo a rispondere, dice. Questa relazione fra il virus ed il host è che cosa determina molta della curiosità di Kawaoka.

Il suo gruppo ha scelto di esaminare le celle immuni chiamate neutrofili, una delle prime linee di difesa dell'organismo. Il loro atto può causare l'infiammazione. In mouse infettati con H5N1, i neutrofili sono stati reclutati ai polmoni il primo giorno dopo l'esposizione, diventante sei volte più prevalenti. Si sono raddoppiati nei polmoni dei mouse infettati con H1N1.

Dopo che il numero delle celle influenza-infettate ha alzato il giorno tre, i numeri del neutrofilo sono caduto, ma quelli che sono rimanere si sono comportati diversamente che i neutrofili in mouse sani.

Il gruppo ha trovato che i neutrofili mostrano due generi di moto: rallenti e rapida. In polmoni influenza-infettati, i neutrofili che sono rimanere dopo il giorno di punta hanno mostrato una diminuzione nel moto rapido ed hanno passato più tempo che si muove lentamente, come se esplorando per le celle infettate.

“Ancora non conosciamo perché e che cosa stanno facendo,„ dice Kawaoka, ma, nota, questo è la prima volta questo comportamento è stato documentato. E per lui, è motivazione per scavare ancora più profondo ed adatta la tecnologia per altri virus respiratori.

“Stiamo vedendo i meccanismi del sistema immunitario sul lavoro,„ dice. “Queste sono le cose che scoprite ed è emozionante, ma ora dobbiamo capire che cosa sta accendendo.„