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Los modelos organoides del cerebro revelan los mecanismos conectados a la microcefalia inducida por virus

Los investigadores en IMBA - instituto de la biotecnología molecular de la academia de ciencias austríaca - demuestran que diversos virus pueden llevar a las malformaciones del cerebro a través de mecanismos diversos usando modelos organoides del cerebro humano. Los resultados se publican en la célula madre de la célula del gorrón.

La microcefalia, un término que refiere a malformaciones de desarrollo del cerebro fetal, se puede causar por infecciones diversas durante embarazo. Los agentes infecciosos en la pregunta se agrupan bajo término general de los patógeno de la ANTORCHA, en referencia a gondii del toxoplasma, a otro, al sarampión, al citomegalovirus humano (HCMV), a los virus 1 y 2 del herpes simple (HSV-1 y HSV-2), así como al virus más recientemente emergido de Zika (ZIKV), que también fue agregado al grupo. Sigua habiendo la pregunta si todos los patógeno de la ANTORCHA llevan a la microcefalia a través del mismo mecanismo tiene obscurecida debido a la ausencia de modelos experimentales convenientes. Ahora, las personas de investigadores alrededor de director científico Jürgen Knoblich de IMBA ofrecen el primer análisis comparativo de los mecanismos conectados a la microcefalia inducida por virus usando un modelo organoide del cerebro (HBO) humano derivado de las células madres pluripotent humanas (hPSCs).

Las dos dificultades mayores en la investigación de estas condiciones son, las primeras, el tema delicado de probar efectos nocivos sobre el revelado fetal del cerebro durante el embarazo que, previene comprensible la investigación directa sobre fetos humanos, y en segundo lugar, la inaptitud de los modelos del animal de laboratorio, pues él es ni los ordenadores principal naturales de los virus ni él representa un modelo exacto del revelado del cerebro humano. Con este fin, nuestro grupo podía comparar los modelos organoides del cerebro humano 3D infectados con diversos virus. Estos modelos de la infección nos dan el discernimiento posible más cercano en los resultados de desarrollo del cerebro humano de los virus que estudiamos, y nos ayudan a disecar los parámetros estructurales, celulares, transcriptivos e inmunológicos subyacentes.”

Veronica Krenn, primer autor, investigador postdoctoral en el grupo de Knoblich en IMBA

En el actual estudio, los investigadores pueden sobrepasar estas dificultades y ganar discernimientos preciosos en los fenotipos evocadores de microcefalia en organoids. Krenn y sus colegas hacen tan infectando culturas de 3D HBO con los virus de la ANTORCHA tales como ZIKV y HSV-1 y demuestran que ZIKV y la extensión HSV-1 en organoids y paran su incremento ascendiendo muerte celular. Con el perfilado transcriptivo, las personas muestran una característica única HSV-1 de la infección en organoids, a saber una propensión a empeorar su identidad neuroepithelial. Otro encontrar del comandante es que, aunque ZIKV y HSV-1 atenúen el tipo sistema de la inmunorespuesta del interferón de I (IFN) en organoids, ellos aparece hacer tan a través de diversos mecanismos, como es hecho evidente por experimentos del salvamento usando el tipo distinto I IFNs.

Las conclusión destacan los caminos distintos usados por los diversos virus de la ANTORCHA para causar microcefalia y para revelar defensas inmunes celulares complejas, tales como un papel neuroprotective del diverso tipo reacciones de I IFN. La importancia de estas conclusión también reside en su observación única en culturas organoides del cerebro 3D, y no en los 2.os sistemas de la cultura, así esfuerzo la superioridad de los modelos de HBO en reproducir condiciones neuropathological inducidas por virus y su importancia en estudiar los mecanismos de infecciones virales.

Tomada junta, esta nueva investigación del laboratorio de Knoblich presenta los modelos organoides de la infección que podrían ayudar a probar agentes terapéuticos contra las infecciones ZIKV y HSV-1 y a disecar mejor las reacciones humanas del interferón. “Específicamente infectando organoids con los virus, podemos no sólo aprender mucho sobre las acciones recíprocas críticas del revelado del cerebro que son típicamente complejas en seres humanos. También podremos mejorar los puntos débiles del objetivo de estos virus para encontrar las posibilidades de nuevas terapias,” resumimos a director científico Jürgen Knoblich, el autor correspondiente de IMBA del estudio.

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.