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La ricerca disfa le conseguenze dell'attacco del virus di Zika alle celle neurali

Gli studi precedenti per quanto riguarda il danno del virus di Zika sul cervello già avevano precisato la predilezione del virus per una cella neurale sicura: il astrocyte. Tuttavia, pochi studi hanno proposto di identificare gli effetti di infezione su queste celle come pure la loro associazione con le alterazioni inerenti allo sviluppo, compreso le malformazioni del cervello e la microcefalia. Recentemente pubblicato nel giornale scientifico di rapporti, un nuovo articolo ha cercato di disfare le reazioni del virus sui astrocytes laboratorio-creati, confrontante li alle stesse celle presenti nel tessuto cerebrale degli animali e dei feti infettati con Zika.

Tracciato dalla loro struttura ramificare-fornita di punta e vasta abbondanza nel tessuto di cervello umano, i astrocytes sono nominati dopo la parola greca per le stelle. Impigliando il nostro organo sovrano, questa costellazione neurale ha un ruolo fondamentale sulle nostre funzioni conoscitive, poiché fornisce il supporto metabolico per le celle del neurone, partecipa alla formazione di sinapsi ed egualmente compone la barriera ematomeningea, una struttura che seleziona l'entrata delle sostanze nel cervello, proteggente la dalle tossine nocive. Lo studio effettuato dall'istituto di D'Or per ricerca e formazione (IDOR), in società con l'università federale di Rio de Janeiro (UFRJ) e di altre istituzioni brasiliane, trovate che la parte delle complicazioni neurali causate da Zika potrebbe essere collegata con il suo danno sui astrocytes, che egualmente contribuirebbero a comparire delle malformazioni del cervello.

L'autore corrispondente dell'articolo era il neuroscenziato Stevens Rehen, un ricercatore a UFRJ e IDOR in questione in parecchio altro studia relativo a Zika, compreso la prima pubblicazione per analizzare gli effetti del virus sui mini-cervelli umani laboratorio-in via di sviluppo. Nell'articolo più recente, Rehen ed il suo gruppo hanno scoperto i cambiamenti che questa infezione virale causa nello sviluppare le celle neurali come pure le loro conseguenze per lo sviluppo del cervello.

La letteratura scientifica già aveva identificato l'attacco di Zika ai astrocytes, ma finora, nessuno studio aveva messo a fuoco sulla comprensione come pregiudica il suo funzionamento.„

Karina Karmirian, un membro del gruppo di Rehen ed uno dei primi autori dello studio

Fra i danni che il virus causa a queste celle è il sovraccarico dei sui mitocondri, della rottura del DNA e dello sforzo ossidativo, gli ultimi che sono una perturbazione comune all'invecchiamento prematuro, cancro e malattie neurodegenerative.

Il multiplo analizza

Per raggiungere la portata della ricerca, gli scienziati hanno creato esclusivamente 3 tipi delle cellule che sono presenti nel cervello fetale umano: astrocytes, neuroni e cellule staminali neurali. Una volta infettati con il virus di Zika, la maggior parte dei gravi danni sono stati provati in astrocytes, di cui organelli responsabili di respirazione cellulare -- i mitocondri -- iniziato eccessivamente a produrre i radicali liberi, generando sforzo ed i cambiamenti ossidativi nella loro morfologia. Oltre all'alta percentuale della morte delle cellule, molti astrocytes della sopravvivenza egualmente hanno rivelato i nuclei diminuiti ed irregolari delle cellule dopo l'infezione.

Helena Borges, un professore a UFRJ ed una dei ricercatori nello studio, dettagliato perché il danno causato dal virus di Zika può essere permanente in astrocytes. “Riparare il DNA del doppio filo si rompe, là è due tipi principali di riparazioni del DNA: uno che usa un'intera copia di DNA come un modello - la ricombinazione omologa - e meccanismo più veloce della riparazione eppure potenzialmente conforme alla mutazione, che dispensa la presenza di copia integrata del DNA: la ricombinazione non omologa. Le celle di proliferazione, come le cellule staminali neurali, possono usare entrambi i meccanismi della riparazione. Tuttavia, le celle differenziate quali i astrocytes hanno una probabilità diminuita della ricombinazione omologa, aumentante la probabilità delle mutazioni permanenti che compaiono in queste celle„, spiega l'esperto.

La ricerca egualmente ha analizzato i materiali per quanto riguarda i tessuti cerebrali dei feti che non hanno sopravvissuto all'infezione. Gli scienziati hanno identificato i maggiori segni di infiammazione in astrocytes fetali, confermanti la pertinenza di queste celle sul reticolo di attacco del virus. Lo stesso profilo infiammatorio è stato identificato negli studi sugli animali: i mouse infettati con il virus di Zika egualmente hanno rivelato la maggior vulnerabilità nei loro astrocytes, rispetto ai neuroni. Celle di Microglial -- quale, come i astrocytes, sono responsabili del supporto dei neuroni -- egualmente sono stati infettati considerevolmente durante il trattamento. “Queste celle hanno una funzione immune nel cervello ed hanno raggiunto un livello di infiammazione vicino a quella dei astrocytes durante gli esperimenti. I neuroni stessi hanno un'infezione bassa, ma dipendono dalla comunicazione fra i astrocytes ed il microglia per una prestazione salutare. Ciò piombo noi nel presupporre nel quale neuroni di modo potrebbero anche essere influenzati a lungo termine, dovuto l'atto di Zika in queste celle che sono essenziali al loro funzionamento„, informa Karmirian.

I risultati sulla ricerca brasiliana piombo gli scienziati concludere che, dovuto il ruolo cruciale dei astrocytes nel upgrowth e nel funzionamento del cervello, il loro squilibrio durante lo sviluppo neurale dovrebbe contribuire alle implicazioni serie di salubrità durante vita. Ciò considera non solo le malformazioni del cervello quale microcefalia, ma possibilmente altri disordini neurologici che potrebbero manifestarsi nell'età adulta di quelli infettata nell'utero, indipendentemente dalle malformazioni evidenti. I ricercatori dicono quello dovuto il principiante degli studi a lungo termine per quanto riguarda Zika, indagini successive ancora saranno necessari determinare le conseguenze della sua infezione sia sui bambini che gli adulti, come problemi neurologici possibili possono accadere a seguito dell'atto esteso del virus sui giovani astrocytes.

Source:
Journal reference:

Ledur, P. F., et al. (2020) Zika virus infection leads to mitochondrial failure, oxidative stress and DNA damage in human iPSC-derived astrocytes. Scientific Reports. doi.org/10.1038/s41598-020-57914-x.