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Acção da testemunha de peritos da infecção da gripe nos pulmões de ratos vivos

Na novela 1966, na viagem fantástica, escritas por Isaac Asimov bioquímico e autor, um grupo dos povos torna-se miniaturizado a fim viajar através do corpo de um cientista e salvar o de um coágulo de sangue em seu cérebro.

Para a universidade do virologist de Wisconsin-Madison e do perito Yoshihiro Kawaoka da gripe, recentemente ver a infecção real, activa da gripe nos pulmões de ratos vivos era pela primeira vez reminiscente desta 50 partes dos anos de idade de ficção científica, que foi adaptada igualmente em um filme.

Publicando hoje (25 de junho de 2018) nas continuações da Academia Nacional das Ciências, de Kawaoka e de sua equipe descreva uma nova ferramenta que chamam FluVision, que permite que testemunhem a infecção da gripe em um animal vivo na acção. Além disso, fornece um indicador em um mundo que nenhuns consideraram antes, permitindo que os cientistas observem e compreendam melhor o que acontece quando um vírus contamina os pulmões e o corpo responde.

“Agora nós podemos ver dentro do corpo no tempo real em animais vírus-contaminados,” diz o professor de UW-Madison de ciências pathobiological na escola de UW-Madison da medicina veterinária. “É como nós podemos encolher e ir dentro do corpo.”

Assim em fazer, os cientistas documentaram diferenças na acção de duas tensões diferentes da gripe, virus da gripe testemunhados como espalharam nos pulmões, mostraram uma redução na velocidade da circulação sanguínea nas áreas contaminadas dos pulmões, olhadas a activação e o comportamento das pilhas imunes chamadas neutrófilo, e reveladas algum do dano que pode ser causado pela infecção com uma tensão de gripe alto-patogénico.

Notàvel, infecção com uma tensão alto-patogénico da gripe - a “gripe das aves,” H5N1 - rendimentos mais rapidamente e causas mais dano do que a infecção com uma tensão humana mais suave, rato-adaptada - H1N1. A parogenicidade refere a capacidade de um vírus para causar a doença.

Para espreitar microscopically dentro dos pulmões de ratos vivos, a equipe de Kawaoka teve que superar diversos desafios. O primeiro era encontrar a tecnologia que permitiu que considerasse completamente os pulmões. Um outro grupo tinha aberto caminho este com uma aproximação chamada microscopia da excitação do dois-fotão, e a equipe de Kawaoka adaptou-a para seu estudo.

A equipe teve que construir um sistema que permitisse que trabalhasse com virus da gripe em um nível elevado de seguridade biológica -; nível três da seguridade biológica -; ao igualmente permitir a técnicos o acesso à fonte de laser exigida para ver objetos do interesse nos pulmões. Projecto que ajudado Ueki de Hiroshi do autor principal um sistema em que o laser é ficado situado fora do espaço do laboratório da alto-retenção, apontado através de um indicador de vidro pequeno a um microscópio dentro do laboratório, construiu toda nas plataformas estabilizadas que tiveram que fisicamente ser separadas mas virtualmente conectado.

A equipe de Kawaoka igualmente teve que criar os vírus fluorescente-etiquetados que poderiam ser usados para contaminar os ratos e ser vistos com o laser sob o microscópio, mas que igualmente funcionou similarmente aos vírus encontrou na natureza. Chamam a Cor-gripe da tecnologia.

Além, os pesquisadores tiveram que desenvolver um método para manter uma parcela do pulmão ainda quando o rato respirou assim que poderiam obter as imagens e os vídeos de alta qualidade. A equipe teve um pequeno, o dispositivo costume-crafted feito chamado um indicador torácico, que Kawaoka dissesse foi patenteado, que usa um vácuo para estabilizar uma parcela pequena de pulmão cirúrgico-expor durante a imagem lactente.

Para o estudo, os pesquisadores contaminaram ratos com o H5N1 fluorescente-etiquetado ou o H1N1. Dois dias após a infecção, poderiam ver pilhas no pulmão contaminado com partículas do vírus. Os números destas pilhas alcançaram seus três dias máximos após a infecção e foram mais altos nos pulmões de H5N1-infected.

A circulação sanguínea nos capilares dos pulmões gripe-contaminados retardou após a infecção com um ou outro vírus, embora a um grau inferior em ratos de H1N1-infected. Isto sugere que os vírus afectem o sistema vascular antes de causar dano de pulmão.

Os pulmões dos ratos contaminados com H5N1 igualmente transformaram-se dois dias “gotejantes” após a exposição do vírus, por meio de que os índices dos capilares permeados nos sacos de ar minúsculos dos pulmões, chamados os alvéolos. Isto foi associado igualmente com um aumento no número de pilhas inoperantes nos pulmões.

“Claramente, algo é errado com os capilares pulmonars,” diz Kawaoka, que é igualmente um professor na universidade do Tóquio, onde o trabalho foi executado. “A razão pela qual nós vemos este escapamento é que as junções entre as pilhas endothelial (que compo as embarcações nos pulmões) para afrouxar por qualquer motivo. Nós temos documentado este pela primeira vez.”

Estudar os mecanismos da infecção pode ser algo de um esforço do galinha-e-ovo, porque uma vez que a infecção começa, faz assim a resposta de corpo, provocando uma cascata das acções que podem igualmente causar algum do dano associado com o micróbio patogénico. Alguma dele, como a equipe do Kawaoka pulmonar do leakiness observada, pode ajudar o corpo a responder, diz. Este relacionamento entre o vírus e o anfitrião é o que conduz muita da curiosidade de Kawaoka.

Sua equipe escolheu olhar as pilhas imunes chamadas os neutrófilo, uma das primeiras linhas do corpo de defesa. Sua acção pode causar a inflamação. Nos ratos contaminados com H5N1, os neutrófilo foram recrutados aos pulmões no primeiro dia após a exposição, tornando-se seis vezes mais predominantes. Dobraram nos pulmões dos ratos contaminados com H1N1.

Depois que o número de pilhas gripe-contaminadas repicou no dia três, os números do neutrófilo deixaram cair, mas aqueles que permaneceram comportaram-se diferentemente do que neutrófilo em ratos saudáveis.

A equipe encontrou que os neutrófilo mostram dois tipos do movimento: lento e rápido. Nos pulmões gripe-contaminados, os neutrófilo que permaneceram após o dia máximo mostraram uma diminuição no movimento rápido e passaram mais tempo que move-se lentamente, como se scouting para pilhas contaminadas.

“Nós não conhecemos ainda porque e o que estão fazendo,” diz Kawaoka, mas, nota, isto é a primeira vez que este comportamento foi documentado. E para ele, é motivação para escavar mesmo mais profundo, e adapta a tecnologia para outros vírus respiratórios.

“Nós estamos vendo os mecanismos do sistema imunitário no trabalho,” diz. “Estas são as coisas que você descobre e é emocionante, mas agora nós temos que figurar para fora o que está acontecendo.”