Estudiar la encefalitis herpética con minicerebros
"Este modelo está ahora mucho más cerca de la realidad para el virus del herpes que lo que se ha utilizado anteriormente"
El virus del herpes simple-1 puede causar a veces una peligrosa infección cerebral. Combinar un antiinflamatorio y un antiviral podría ayudar en estos casos, informan científicos de los laboratorios Rajewsky y Landthaler y de la Plataforma de organoides del Centro Max Delbrück en "Nature Microbiology".
La imagen muestra cómo el virus del herpes (blanco) se propaga en el organoide y destruye la integridad del neuroepitelio que recubre el ventrículo (núcleos en azul, marcador verde para el neuroepitelio).
Dr. Agnieszka Rybak-Wolf, Max Delbrück Center
Unos 3.700 millones de personas -el 67% de nosotros- somos portadores del virus del herpes simple-1 en nuestras células nerviosas, donde permanece inactivo hasta que se activa por estrés o lesión. Cuando se activa, sus síntomas suelen ser leves, limitados a herpes labial o úlceras en nuestra boca.
En muy raras ocasiones, el virus puede ascender por las neuronas hasta el cerebro, donde puede causar una infección potencialmente mortal. Esto representa entre el 5 y el 15% de todos los casos de encefalitis infecciosa en niños y adultos. Los médicos suelen recetar un antiviral llamado aciclovir. Pero aun así, los pacientes suelen sufrir pérdidas de memoria duraderas y debilitantes, convulsiones y otros trastornos cognitivos.
En estos casos, los médicos podrían probar un antiviral en combinación con un fármaco que frene la inflamación para ver si ofrece un mejor pronóstico, sugiere un nuevo estudio de "Nature Microbiology" realizado por científicos del Centro Max Delbrück de Medicina Molecular de la Asociación Helmholtz de Berlín. Los científicos hicieron este descubrimiento utilizando un modelo tridimensional del cerebro cultivado a partir de células madre humanas. El uso de este tipo de modelos, llamados organoides, está en la frontera de la medicina clínica.
"Estos protocerebros contienen cientos de miles de neuronas que pueden comunicarse entre sí de forma sincronizada. Con ellos se pueden realizar experimentos importantes que hace unos años eran imposibles", afirma el profesor Nikolaus Rajewsky, director científico del Instituto de Biología de Sistemas Médicos del Centro Max Delbrück de Berlín (MDC-BIMSB) y autor principal del estudio.
La Dra. Agnieszka Rybak-Wolf, que dirige la Plataforma Tecnológica de Organoides del Centro Max Delbrück y es una de los primeros autores, creó los organoides, que eran manchas blancas de 0,5 cm. "Los organoides cerebrales parecen pequeñas nubes de tejido", explica.
El herpes, más cerca de la realidad
Sin organoides, analizar la encefalitis inducida por el VHS-1 es todo un reto. El virus infecta sólo a personas y obtener estas muestras de cerebro es poco práctico. Los científicos han optado por estudiar la enfermedad en células nerviosas cultivadas o en ratones, que no son portadores naturales del virus.
"Este modelo está ahora mucho más cerca de la realidad para el virus del herpes que lo que se había utilizado anteriormente", afirma el Dr. Emanuel Wyler, experto en virus que estudia los mecanismos moleculares de las infecciones por VHS-1 en el laboratorio Landthaler y uno de los primeros autores.
Los científicos infectaron los organoides con el virus VHS-1 y visualizaron las células neuroepiteliales y neuronales mientras el virus hacía estragos y el minicerebro se desintegraba. "Obtuvimos estas bellas imágenes microscópicas que son tan claras que se puede ver lo que realmente está sucediendo", afirma Wyler.
A continuación realizaron un análisis unicelular para identificar todas las vías moleculares activas durante la infección. "Utilizamos un enfoque imparcial para encontrar todas las vías y genes importantes", explica el Dr. Ivano Legnini, biólogo de sistemas del laboratorio de Rajewsky y uno de los primeros autores. "Aportamos la biología de sistemas".
Observaron que una vía de señalización importante en la inflamación, llamada TNF-α, estaba muy activa. Cuando trataron los organoides con aciclovir, el tratamiento estándar para la encefalitis por VHS-1, la replicación viral se detuvo, pero el daño tisular continuó. Otros análisis mostraron que la vía del TNF-α seguía activa a pesar del tratamiento.
Una defensa que puede volverse dañina
"La vía de la inflamación es una defensa natural clave contra el virus", afirma el Dr. Tancredi Massimo Pentimalli, médico que ahora realiza su doctorado en medicina de sistemas en el laboratorio de Rajewsky y uno de los primeros autores. "Pero cuando bloqueamos la replicación viral con fármacos antivirales, la respuesta inflamatoria excesivamente entusiasta podría, en cambio, resultar perjudicial".
Rybak-Wolf trató los organoides con un fármaco antivírico y otro antiinflamatorio, que desactivaría la vía del TNF-α. Este tratamiento combinado evitó el daño de los minicerebros. "Hay una vía de señalización en el cerebro que se activa durante la infección", explica. "Cuando la desactivamos utilizando estos fármacos, el organoide no resultó dañado".
Los científicos esperan que los médicos prueben el aciclovir y un antiinflamatorio como tratamiento de la encefalitis por VHS-1. "Espero que los investigadores clínicos pongan en marcha ensayos clínicos que evalúen la eficacia de nuevas terapias combinadas antivirales y antiinflamatorias en pacientes con encefalitis herpética, trasladando en última instancia nuestros hallazgos del laboratorio a la cama", afirma Pentimalli.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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