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I modelli fetali del cervello hanno potuto predire i risultati neurodevelopmental dell'esposizione COVID-19

I ricercatori negli Stati Uniti ed in Svezia hanno creato i modelli personali di microglia fetale del cervello per studiare gli effetti dell'infezione materna sul cervello di sviluppo, compreso l'infezione con il coronavirus 2 (SARS-CoV-2) - l'agente di sindrome respiratorio acuto severo che causa la malattia 2019 (COVID-19) di coronavirus.

Il Microglia è macrofagi trovati nel tessuto cerebrale che svolge un ruolo chiave in neurodevelopment, ma l'innesco microglial fetale inadeguato o “ha preparato l'immunità„ come conseguenza dell'esposizione all'attivazione in utero immune può comportare un rischio al cervello fetale di sviluppo.

Ora, i ricercatori dal policlinico di Massachusetts e l'istituto di Karolinska a Stoccolma hanno indicato che le celle mononucleari sangue-derivate cordone ombelicale (Cb-MNCs) possono fornire un modello non invadente e individualizzato dell'innesco microglial del cervello fetale.

I ricercatori dimostrano l'applicazione di questo approccio generando il microglia dalle celle che erano state esposte e non esposte all'infezione materna SARS-CoV-2.

“Questi modelli dovrebbero facilitare le comprensioni novelle nello sviluppo fetale del cervello nella regolazione delle esposizioni materne, incluso ma non limitato all'infezione SARS-CoV-2,„ dica Andrea Edlow (policlinico di Massachusetts) e colleghi.

Una versione della pubblicazione preliminare del documento è disponibile nel bioRxiv* del " server ", mentre l'articolo subisce la revisione tra pari.

Caratterizzazione funzionale di engulfment di Synaptosome dei Cb-iMGs in un modello in vitro della potatura sinaptica. (a) Disegno schematico globale dell
Caratterizzazione funzionale di engulfment di Synaptosome dei Cb-iMGs in un modello in vitro della potatura sinaptica. (a) Disegno schematico globale dell'analisi synaptosome quantitativa pHrodo-contrassegnata di fagocitosi dai Cb-iMGs. (b) immagini in tempo reale in tensione del rappresentante nel fase-contrasto/modo di foglio di prova rosso di fluorescenza che mostra assorbimento cellulare e (c) canale rosso di fluorescenza da solo di assorbimento contrassegnato degli synaptosomes di pHrodo (rosso) - dopo la barra del disgaggio di 5 H.: 60 μm (visualizzazione ingrandetta manifestazione delle caselle di inghiottire Cb-iMG).

Le varie esposizioni differenti possono avviare l'attivazione in utero immune

L'attivazione in utero immune può essere avviata tramite le esposizioni che variano dalle circostanze metaboliche allo sforzo ed all'infezione, con gli impatti negativi potenziali sul feto di sviluppo durante la gravidanza.

In particolare, alcuni studi hanno suggerito che le infezioni virali e batteriche materne potessero essere associate con i risultati neurodevelopmental avversi fra la prole.

Sebbene i trattamenti che sono alla base di questi risultati avversi rimangano poco chiari, l'innesco microglial verso un fenotipo pro-infiammatorio e un'alterazione successiva della potatura sinaptica è stato proposto come meccanismo potenziale.

“Il ruolo centrale delle celle mononucleari, compreso i macrofagi, in patogenesi COVID-19, suggerisce che il rischio potenziale per microglia fetale esposto richieda la ricerca,„ dice Edlow ed i colleghi.

Tuttavia, non ci sono corrente biomarcatori o modelli per l'innesco in utero microglial che potrebbe contribuire ad identificare gli infanti più vulnerabili ai problemi neurodevelopmental perché il microglia è inaccessibile nel feto e dopo la nascita.

Precedentemente, i ricercatori creati ed hanno convalidato i modelli adulti personali della potatura microglia-mediata riprogrammando le celle microglial incitate dalle celle mononucleari di sangue periferico (PBMCs) ed analizzandole con le sinapsi isolate (synaptosomes) derivate dalle culture neurali differenziate dalle cellule staminali pluripotent incitate.

Adattando questo metodo precedente per l'applicazione ai Cb-MNCs

Ora, il gruppo ha provato se questo metodo può adattarsi ed applicarsi ai Cb-MNCs derivati dalle gravidanze esposte e non esposte a SARS-CoV-2, per sviluppare i modelli di microglia fetale del cervello che sono unici ad ogni neonato.

I ricercatori hanno indicato che i Cb-MNCs potrebbero essere riprogrammati per creare i modelli paziente-specifici neonatali della potatura sinaptica microglia-mediata.

Il gruppo riferisce che le celle microglia del tipo di derivate dai Cb-MNCs che erano stati sia esposti che non esposto a SAR-CoV-2 hanno espresso gli indicatori microglial canonici ed hanno avute morfologie varianti con differenti gradi di ramificazione.

Ciò potenzialmente riflette un intervallo degli stati differenti di attivazione che possono essere perturbati nei sistemi sperimentali, dice Edlow ed i colleghi.

D'importanza, il gruppo ha veduto che il microglia indotto phagocytosed gli synaptosomes, suggerenti che questo potrebbe anche accadere nel cervello di sviluppo.

Che cosa sono le implicazioni dello studio?

“Questo lavoro suggerisce il potenziale affinchè le celle mononucleari di sangue ombelicale servisca da biomarcatore non invadente e personale dell'innesco microglial del cervello fetale,„ scriva i ricercatori.

Il gruppo dice che quello che estende il loro lavoro con PBMCs adulto fino il cavo i modelli microglial sangue-derivati terranno conto rapida, modelli evolutivi che possono essere usati per studiare il rischio di anomalie neurodevelopmental e per fornire non invadente, analisi individualizzate dell'impatto SARS-CoV-2 ha sull'innesco microglial del cervello fetale e sulla funzione sinaptica della potatura.

Ancora, la capacità di individuare l'innesco del microglia che fetale del cervello verso un fenotipo pro-infiammatorio si applica alle varie infezioni materne oltre SARS-CoV-2 e ad altri tipi di esposizioni materne che sono state suggerite per pregiudicare lo sviluppo di microglia fetale.

L'approccio ha potuto piombo all'indagine sulle strategie terapeutiche mirate a

“A nostra conoscenza, il microglia precedentemente non è stato modellato da sangue di cordone ombelicale o usato per predire vulnerabilità neurodevelopmental in un momento in cui c'è una finestra per intervento,„ dica Edlow ed i colleghi

“Oltre la caratterizzazione delle tutte le anomalie conseguenti, la scalabilità di questo approccio può permettere all'indagine sulle strategie terapeutiche mirate a di salvare tale disfunzione,„ conclude il gruppo.

Avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

Journal reference:
Sally Robertson

Written by

Sally Robertson

Sally has a Bachelor's Degree in Biomedical Sciences (B.Sc.). She is a specialist in reviewing and summarising the latest findings across all areas of medicine covered in major, high-impact, world-leading international medical journals, international press conferences and bulletins from governmental agencies and regulatory bodies. At News-Medical, Sally generates daily news features, life science articles and interview coverage.

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