O vírus da gripe e sua influência nas células-tronco do sangue e na coagulação

Crédito: Relatórios de células (2022). DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111447

Infecções respiratórias induzidas por vírus podem se tornar fatais. Uma equipe do Paul-Ehrlich-Institut, juntamente com pesquisadores em Heidelberg, descobriu que a infecção pelo vírus da gripe limitada aos pulmões também leva à ativação de células-tronco do sangue e ao aumento da formação de plaquetas. As plaquetas podem causar trombose, como foi demonstrado em casos graves de COVID-19. As substâncias mensageiras interleucina-1 e interleucina-6 estão envolvidas na ativação. Relatórios de células narra os resultados em sua edição online de 4 de outubro de 2022.

Surtos de gripe de intensidade variável ocorrem todos os anos nos meses de inverno. São causadas por vírus da gripe. Casos graves de infecção por influenza estão associados a um descarrilamento do sistema imunológico, uma tempestade de citocinas com uma liberação excessiva de substâncias mensageiras (citocinas), e danos células pulmonares. A infecção pode levar a vazamentos de vasos sanguíneos e causar tromboses. Essas reações são semelhantes a casos graves de COVID-19 causados ​​pelo coronavírus SARS-CoV-2. Quando os casos graves se desenvolvem e quais processos ocorrem quando isso acontece? Muitos detalhes são desconhecidos.

As complicações de casos graves de gripe incluem um número reduzido e um número aumentado de plaquetas no sangue, o que pode estar associado a uma maior chance de trombose. Pesquisadores liderados pelo professor Ute Modlich, chefe do grupo de pesquisa “Modificação de genes em células-tronco” do Paul-Ehrlich-Institut, trabalharam em uma rede de pesquisa com cientistas do Centro Alemão de Pesquisa do Câncer (DKFZ) Heidelberg e da Universidade de Heidelberg sobre a relação entre um infecção pelo vírus da gripe (H1N1) e a formação de sangue ou plaquetas. Os vírus influenza H1N1 estão entre os vírus influenza que circulam anualmente na Alemanha.

Infecção dos pulmões com vírus influenza e sua influência na formação do sangue

Todas as células do sangue e, portanto, também todas as plaquetas são renovadas por células-tronco que podem se desenvolver em células do sangue (células-tronco hematopoiéticas, HSCs). Essas células existem em estado de repouso na medula óssea. O destino das CTH é rigorosamente regulado entre repouso, autorrenovação e diferenciação para garantir hematopoiese ao longo da vida.

A fim de investigar a influência da infecção por influenza na formação do sangue, camundongos foram infectados por via intranasal com vírus influenza e suas células-tronco sanguíneas foram posteriormente investigadas quanto à diferenciação e ativação do ciclo celular. Nos primeiros três dias de infecção aguda por influenza, as plaquetas inicialmente diminuíram (trombocitopenia), mas depois subiram rapidamente no sangue para níveis acima dos níveis fisiológicos (trombocitose). Essas plaquetas produzidas rapidamente tinham uma aparência imatura (fenótipo) e eram mais rapidamente ativáveis ​​(hiper-reativas).

Um aumento no número de células-tronco do sangue foi encontrado no processo de maturação apenas dois dias após a infecção (fase do ciclo celular G1 e S/G2/M). A ativação das células-tronco sanguíneas correlacionou-se positivamente com o título viral pulmonar, ou seja, quanto mais vírus atacaram os pulmões, mais células-tronco sanguíneas foram ativadas. Infecções com doses reduzidas de influenza retardaram a ativação das células-tronco, mas não conseguiram evitá-la. Na fase de regeneração, as células-tronco do sangue retornaram à fase de repouso. Isso ocorreu mais rápido em camundongos vacinados do que em outros grupos.

Células-tronco sanguíneas com marcadores típicos para precursores de plaquetas

A fim de esclarecer a questão de como as plaquetas podem ser produzidas tão rapidamente, a equipe de pesquisa examinou mais de perto o fenótipo das células-tronco do sangue ativadas e descobriu que um subconjunto das células-tronco do sangue já carregava marcadores típicos de células precursoras de plaquetas.megacariócitos). As células-tronco sanguíneas com esse fenótipo de superfície diferenciam-se diretamente em megacariócitos e produzem plaquetas. Eles pulam vários estágios anteriores. O grupo de pesquisa demonstrou por meio de rastreamento de linhagem in vitro e transplantes de medula óssea que esse grupo de células-tronco do sangue se multiplica rapidamente na medula óssea após a infecção por influenza. Essas plaquetas recém-produzidas são maiores e mais imaturas na aparência do que as plaquetas comuns e tendem a se ativar mais rapidamente, o que pode levar a um risco maior de coágulos sanguíneos nos pulmões.

De fato, o processo de diferenciação rápida dos megacariócitos já foi descrito como megacariopoiese de emergência, que ocorre em resposta a inflamações ou infecções sistêmicas. Até agora, no entanto, nenhuma associação com doenças respiratórias virais locais foi suspeitada. Embora a infecção pelo vírus influenza em camundongos tenha sido restrita ao trato respiratório, níveis aumentados das citocinas interleucina-1 (IL-1) e interleucina-6 (IL-6) foram encontrados na medula óssea de camundongos infectados. Utilizando dois grupos de camundongos knockout, um com o receptor IL-1 desligado e outro com o receptor IL-6 desligado, o grupo de pesquisa demonstrou que essas citocinas contribuem decisivamente para a ativação do células-tronco do sangue e à megacariopoiese de emergência em gripe infecções.

Os dados atuais mostram que mesmo uma infecção viral local (não sistêmica) pode levar a alterações na formação de sangue na medula óssea. As plaquetas formadas neste processo podem levar a um maior risco de coágulos sanguíneos, principalmente nos pulmões, no estado hiper-reativo. Isso pode ter uma influência significativa em casos reais de gripe.

Fornecido por Paul-Ehrlich-Institut