Los pericitos cerebrales sirven como un centro potencial para la infección por SARS-CoV-2


Un equipo de científicos de los Estados Unidos ha realizado recientemente un estudio utilizando organoides corticales cerebrales que contienen células similares a pericitos como modelo experimental para investigar el impacto de la infección por coronavirus 2 (SARS-CoV-2) del síndrome respiratorio agudo severo en el sistema nervioso central. sistema.

El estudio revela que el SARS-CoV-2 puede invadir los organoides corticales y establecer una infección cuando se integran con células similares a los pericitos. El estudio está disponible actualmente en bioRxiv* servidor de preimpresión.

Antecedentes

El síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), el agente causante de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), es un virus de ARN envuelto que afecta principalmente a las vías respiratorias superiores e inferiores. Sin embargo, en muchos casos de COVID-19, se ha descubierto que el SARS-CoV-2 tiene un impacto significativo en otros órganos vitales, como el corazón, los riñones, el tracto gastrointestinal y el cerebro.

Se ha encontrado que una proporción significativa de pacientes con COVID-19 en estado crítico presenta complicaciones neurológicas graves, como accidente cerebrovascular isquémico, convulsiones, encefalopatía, encefalitis-meningitis, neurovasculopatía y hemorragias.

Debido a que el SARS-CoV-2 ingresa a las células huésped a través de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2), se cree que los pericitos derivados de las células madre de la cresta neural que expresan niveles considerablemente altos de ACE2 son el principal punto de entrada al cerebro del SARS-CoV-2. Los pericitos cerebrales son células perivasculares que conectan las células endoteliales con las células astrocíticas y regulan funciones importantes del sistema nervioso central, como la neurogénesis y la degeneración neuronal, la neuroinflamación y la permeabilidad de la barrera hematoencefálica.

En el estudio actual, los científicos tienen como objetivo explorar si los pericitos cerebrales son susceptibles a la infección por SARS-CoV-2.

El SARS-CoV-2 infecta de forma productiva las células similares a los pericitos.

El SARS-CoV-2 infecta de forma productiva las células similares a los pericitos.

Diseño del estudio

Utilizando in vitro configuraciones, los científicos generaron células de tipo pericito a partir de células madre de la cresta neural derivadas de células madre pluripotentes. Observaron que las células de tipo pericito expresaban una cantidad relativamente alta de receptor ACE2. Las siguientes células de tipo pericito expuestas con SARS-CoV-2 observaron un aumento gradual en el ARN viral y las células positivas a la nucleocápsida viral hasta 72 horas después de la infección para explorar la dinámica de transmisión. Además, estimaron que la producción de SARS-CoV-2 infeccioso aumentó casi 100 veces después de 24 horas de infección.

Dados estos hallazgos, los científicos investigaron si los pericitos cerebrales sirven como un punto de entrada para el SARS-CoV-2 al sistema nervioso central. Integraron células parecidas a pericitos en organoides cerebrales corticales maduros, que son cultivos tridimensionales de diferentes células cerebrales que se utilizan como modelo experimental para desarrollar la corteza cerebral humana. Mediante la realización de una serie de experimentos, confirmaron que las células similares a los pericitos dentro de los organoides corticales se localizaron junto con los astrocitos y se incrustaron dentro de la membrana basal.

Al exponer organoides corticales que contienen células similares a pericitos al SARS-CoV-2, observaron niveles significativamente más altos de células positivas para nucleocápside y ARN viral. En contraste, no se observó una infección tan fuerte al exponer solo organoides corticales al SARS-CoV-2. Es importante destacar que observaron que en los organoides corticales que contienen células similares a los pericitos, las células positivas para la nucleocápside se localizaban conjuntamente con células similares a los pericitos y astrocitos, pero no en las neuronas. Utilizando imágenes confocales, observaron que los astrocitos estaban infectados por el virus y estaban localizados junto a las células infectadas similares a los pericitos. Estas observaciones indican que el SARS-CoV-2 infecta a los astrocitos a través de células similares a los pericitos.

Con respecto a la patogenia del SARS-CoV-2, observaron una inducción significativa de muerte de células neuronales en organoides corticales infectados que contienen células similares a pericitos. Además, se observó una regulación positiva de la transcripción de varios genes estimulados con interferón de tipo I, lo que indica una respuesta inflamatoria de interferón de tipo I aumentada en organoides corticales que contienen células de tipo pericito infectadas con SARS-CoV-2.

Los PCCO incorporan células similares a pericitos en organoides corticales.

Los PCCO incorporan células similares a pericitos en organoides corticales.

Importancia del estudio

El estudio revela que el SARS-CoV-2 puede potencialmente infectar células similares a los pericitos y que la susceptibilidad de los organoides corticales a la infección viral puede aumentar significativamente integrándolos con células similares a los pericitos. Las células similares al pericito infectadas por el virus pueden propagar la infección a otros tipos de células cerebrales, incluidos los astrocitos. La activación de las respuestas de interferón de tipo I y la inducción de la muerte de células neuronales son respuestas patogénicas vitales observadas en organoides corticales que contienen células de tipo pericito infectadas con SARS-CoV-2.

Los científicos creen que el modelo organoide cortical que desarrollaron puede ser fundamental en el estudio de la patogénesis del SARS-CoV-2 en el sistema nervioso central.

*Noticia importante

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud o tratarse como información establecida.

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