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Como as células espalham a palavra durante uma infecção viral?

Como as células espalham a palavra sobre uma infecção viral?

Crédito: Universidade de Tecnologia de Eindhoven

Por que algumas pessoas apresentam poucos sintomas, enquanto outras ficam gravemente doentes, quando infectadas com um vírus como a gripe ou o COVID-19? doutorado a pesquisadora Laura Van Eyndhoven procurou responder a essa pergunta observando uma célula de cada vez. Sua pesquisa fornece informações valiosas sobre como as células imunes individuais influenciam a imunidade sistêmica, o que pode levar a terapias personalizadas para câncer e doenças autoimunes no futuro.

Algo que intriga muitos é a variedade de sintomas apresentados por diferentes pessoas quando infectadas por um vírus como o COVID-19. Alguns ficam muito doentes, enquanto outros apresentam poucos ou nenhum sintoma, apesar do teste positivo para o vírus.

Qual é a causa de tais variações em termos de sintomas? E que papel desempenham o comportamento e a comunicação de uma única célula? doutorado a pesquisadora Laura Van Eyndhoven decidiu abordar essas questões e muito mais, observando como as células individuais se comportam quando infectadas por um vírus.

o efeito dominó

“Quando um vírus invade, apenas uma pequena fração das células infectadas, as chamadas primeiros a responder, deixe outras células ao seu redor saberem que estão infectadas. Em outras palavras, os socorristas desempenham um papel especial em deixar o corpo saber quando está sob ataque”, diz Van Eyndhoven, que concluiu sua pesquisa de doutorado no grupo de imunoengenharia sob a supervisão de Jurjen Tel e Carlijn Bouten.

Para informar as células não infectadas e as importantes células imunológicas de que o corpo está sob ataque, os socorristas produzem proteínas sinalizadoras conhecidas como interferons tipo I (IFN-Is, para abreviar). “A produção de IFN-Is é uma etapa crucial quando se trata de eliminar uma infecção viral”, observa van Eyndhoven. “Isso ocorre porque as células que primeiro produzem IFN-Is iniciam a produção de IFN-Is em outras células, incluindo células imunológicas. É como um efeito dominó”.

Evite a tempestade de citocinas

A comunicação usando interferons é crítica, mas a comunicação entre células imunes na produção da quantidade certa de interferons também é importante. “Se muito IFN-I for produzido, aumenta as chances de alguém desenvolver uma doença autoimune, mas se for produzido muito pouco, pode levar à eliminação malsucedida de vírus”, diz Van Eyndhoven.

Como as coisas funcionam com uma infecção viral como o COVID-19? Van Eyndhoven explica. “Uma vez infectado com COVID-19, é crucial que as células comecem rapidamente a produzir IFN-Is, pois isso acelera o processo de eliminação da infecção. Se esse processo for atrasado e demorar muito para as células começarem a produzir IFN- É, o vírus pode se replicar livremente, levando a uma alta carga viral e a uma superação catastrófica da produção de IFN-Is. Isso leva às chamadas tempestades de citocinas (inflamação descontrolada, resultando em condições graves com risco de vida) e inflamação crônica.”

Uma célula de cada vez

Acredita-se que os sintomas variados exibidos por indivíduos quando infectados com vírus, como gripe ou COVID-19, sejam atribuídos às taxas variáveis ​​de produção inicial de interferon por uma pequena fração de células entre os indivíduos. “Pode ser que aqueles que desenvolvem sintomas graves após a infecção tenham células de primeira resposta ‘preguiçosas'”, observa Van Eyndhoven. Então, como isso pode ser estudado em detalhes?

“Graças aos avanços recentes, agora temos a tecnologia para estudar comportamentos de células imunes individuais e manipular seus comportamentos. Em outras palavras, podemos estudar as células uma célula por vez”, diz van Eyndhoven. “E para minha pesquisa, voltei-me para experimentos com células imunes primárias, isoladas tanto de doadores saudáveis ​​quanto de pacientes com doenças autoimunes. Por sua vez, os modelos de computador nos permitiram interpretar os resultados do laboratório.”

Para estudar células imunes individuais no laboratório, Van Eyndhoven usou dispositivos microfluídicos. “Pude estudar e ativar habilidades individuais células imunes em gotas de picolitro, o que era praticamente impossível no passado. Isso forneceu informações sobre como uma célula individual se comunica com as células que podem estar próximas.”

Os experimentos microfluídicos podem ter ajudado na compreensão do comportamento celular individual, mas provou ser muito difícil para Van Eyndhoven e seus colaboradores estudarem os mesmos comportamentos em um ambiente in vivo. “Foi quando nos voltamos para a modelagem por computador, pois os modelos podem se aproximar de um grande sistema celular, ao mesmo tempo em que representam coisas diferentes, como moléculas em interação, tecidos complexos e até mesmo o paciente”.

O destino das células de primeira resposta

Ao combinar a microfluídica com a modelagem por computador, Van Eyndhoven foi capaz de estudar a produção de interferon em células individuais e comparar os resultados com casos de grandes grupos de células. Ela e seus colegas fizeram uma descoberta surpreendente sobre o destino das células de primeira resposta que pode servir como uma descoberta importante quando se trata de melhorar as terapias direcionadas ao IFN-Is.

“Apenas entre 1% e 3% das células são células de primeira resposta – as primeiras células a produzir IFN-Is após a infecção. No entanto, as células de primeira resposta não começam aleatoriamente a produzir IFN-Is após a infecção, como se supunha no passado. Em vez disso, , minha pesquisa mostra que essas células estão destinadas a serem as primeiras a responder. Seu destino é amplamente pré-determinado.”

Visão futura

Os insights obtidos na pesquisa de Van Eyndhoven formam o trampolim para a compreensão dos fundamentos de como células individuais desempenham coletivamente funções em nível de sistema e como elas podem ser manipuladas para tratamentos terapêuticos.

“Imagino um futuro em que as terapias personalizadas visam perfis de secreção de citocinas aberrantes (onde células individuais tomar decisões incorretas), como observado em inúmeras doenças autoimunes”, diz Van Eyndhoven.

Mais Informações:
Decodificação da dinâmica de resposta do interferon tipo I usando microfluídica e modelagem. research.tue.nl/en/publication … using-microfluidics-

Citação: Como as células espalham a palavra durante uma infecção viral? (2023, 9 de março) recuperado em 9 de março de 2023 em https://medicalxpress.com/news/2023-03-cells-word-viral-infection.html

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