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Os modelos organoid do cérebro revelam os mecanismos ligados à microcefalia vírus-induzida

Os pesquisadores em IMBA - instituto da biotecnologia molecular da academia de ciências austríaca - demonstram que os vírus diferentes podem conduzir às malformações do cérebro através dos mecanismos diversos usando modelos organoid do cérebro humano. Os resultados são publicados na célula estaminal da pilha do jornal.

A microcefalia, um termo que refere malformações desenvolventes do cérebro fetal, pode ser causada por infecções diversas durante a gravidez. Os agentes infecciosos na pergunta são agrupados sob o termo geral dos micróbios patogénicos da TOCHA, na referência ao gondii do Toxoplasma, a outro, à rubéola, ao Cytomegalovirus humano (HCMV), aos vírus de palavra simples de herpes 1 e 2 (HSV-1 e HSV-2), assim como ao vírus mais recentemente emerso de Zika (ZIKV), que foi adicionado igualmente ao grupo. A pergunta se todos os micróbios patogénicos da TOCHA conduzem à microcefalia através do mesmo mecanismo tem obscurecido restante devido à ausência de modelos experimentais apropriados. Agora, uma equipe dos pesquisadores em torno do director científico Jürgen Knoblich de IMBA fornece a primeira análise comparativa dos mecanismos ligados à microcefalia vírus-induzida usando um modelo organoid do cérebro (HBO) humano derivado das células estaminais pluripotent humanas (hPSCs).

As duas dificuldades principais em pesquisar estas circunstâncias são, o primeiro, o assunto delicado de testar efeitos nocivos na revelação fetal do cérebro durante a gravidez que, compreensìvel, impede a pesquisa directa sobre feto humanos, e em segundo, o unsuitability de modelos do animal de laboratório, porque é nem os anfitriões naturais dos vírus nem ela representa um modelo exacto da revelação do cérebro humano. Com tal fim, nosso grupo podia comparar os modelos organoid do cérebro 3D humano contaminados com os vírus diferentes. Estes modelos da infecção dão-nos a introspecção possível a mais próxima nos resultados desenvolventes do cérebro humano dos vírus que nós estudamos, e ajudam-nos a dissecar os parâmetros estruturais, celulares, transcricionais e imunológicos subjacentes.”

Veronica Krenn, primeiro autor, pesquisador pos-doctoral no grupo de Knoblich em IMBA

No estudo actual, os pesquisadores podem contornear estas dificuldades e ganhar introspecções preciosas nos fenótipos reminiscentes da microcefalia nos organoids. Krenn e seus colegas fazem assim contaminando culturas de 3D HBO com os vírus da TOCHA tais como ZIKV e HSV-1 e demonstram que ZIKV e a propagação HSV-1 nos organoids e param seu crescimento promovendo a morte celular. Com do perfilamento transcricional, a equipe mostra uma característica original HSV-1 da infecção nos organoids, a saber uma propensão danificar sua identidade neuroepithelial. Outro encontrar do major é que, embora ZIKV e HSV-1 atenuem o tipo mim sistema da resposta imune da interferona (IFN) nos organoids, eles parece fazer assim através dos mecanismos diferentes, como sou feito evidente por experiências do salvamento usando o tipo distinto eu IFNs.

Os resultados destacam os trajectos distintos usados por vários vírus da TOCHA para causar a microcefalia e revelar defesas imunes celulares complexas, tais como um papel neuroprotective do vário tipo mim respostas de IFN. A importância destes resultados igualmente reside em sua observação original em culturas organoid do cérebro 3D, e não em 2D sistemas da cultura, assim forçando a superioridade de modelos de HBO em reproduzir condições neuropathological vírus-induzidas e sua importância em estudar os mecanismos de infecções virais.

Tomada junto, esta pesquisa nova do laboratório de Knoblich apresenta os modelos organoid da infecção que poderiam ajudar a testar agentes terapêuticos contra as infecções ZIKV e HSV-1 e a dissecar melhor as respostas humanas da interferona. “Especificamente contaminando organoids com vírus, nós não podemos somente aprender muito sobre as interacções críticas da revelação do cérebro que são tipicamente complexas nos seres humanos. Nós igualmente poderemos melhorar pontos fracos do alvo destes vírus para encontrar possibilidades para terapias novas,” resumimos o director científico Jürgen Knoblich de IMBA, autor correspondente do estudo.

Source:
Journal reference:

Krenn, V., et al. (2021) Organoid modeling of Zika and herpes simplex virus 1 infections reveals virus-specific responses leading to microcephaly. Cell Stem Cell. doi.org/10.1016/j.stem.2021.03.004.