Los norovirus humanos, la principal causa viral de diarrea aguda en todo el mundo, han sido difíciles de estudiar porque los científicos no habían encontrado una forma de cultivarlos en el laboratorio. Ahora, más de 40 años después de que el Dr. Albert Kapikian identificara humanosLos norovirus como causa de diarrea severa, los científicos del Baylor College of Medicine, por primera vez, han logrado cultivar norovirus en cultivos de laboratorio de células epiteliales intestinales humanas. Este trabajo, publicado hoy en ciencia , representa un gran paso adelante en el estudio de los virus de la gastroenteritis humana porque establece un sistema en el que se pueden cultivar varias cepas de norovirus, lo que permitirá a los investigadores explorar y desarrollar procedimientos para prevenir y tratar infecciones y comprender mejor el norovirusbiología.
"La gente ha estado tratando de cultivar norovirus en el laboratorio durante mucho tiempo. Lo intentamos durante los últimos 20 años. A pesar de todos los intentos y el éxito de cultivar otros virus, seguía siendo un misterio por qué los norovirus eran tan difíciles de trabajarcon ", dijo la autora principal, la Dra. Mary Estes, profesora dotada de virología y microbiología humana y molecular en Baylor y directora fundadora emérita del Centro de Enfermedades Digestivas del Centro Médico de Texas.
Los norovirus, también conocidos como virus de cruceros, no crecen en cultivos de laboratorio que tradicionalmente apoyan el crecimiento de otros virus, como las células transformadas que se derivan de tejidos cancerosos. Además, los norovirus son específicos de la especie, solo los norovirus humanosinfectan y causan enfermedades en humanos, y los norovirus de ratón solo lo hacen en ratones. Los norovirus humanos no crecen en ratones u otros modelos de animales pequeños típicamente utilizados para investigación.
"Mi idea era que no habíamos tenido éxito en el crecimiento de norovirus porque no teníamos el tipo de célula correcto", dijo Estes. "Primero demostramos que en pacientes con infecciones crónicas por norovirus, el virus podía detectarse en las células intestinales llamadasenterocitos, pero las células normales de enterocitos humanos murieron rápidamente cuando se pusieron en cultivo. Un avance se produjo cuando descubrimos que el equipo del Dr. Hans Clevers en los Países Bajos había desarrollado un método para hacer un nuevo tipo de sistema de cultivo de células epiteliales intestinales humanas, incluidos los enterocitos.nuevos cultivos humanos multicelulares, llamados enteroides, están hechos de células madre intestinales adultas de tejidos de pacientes. Anticipamos que poner el virus en estos cultivos de células humanas no transformadas permitiría que el virus crezca ".
"He estado trabajando con el Dr. Estes durante cinco años tratando de cultivar este virus", dijo el coautor principal, el Dr. Khalil Ettayebi, científico senior en el laboratorio de Estes. "Probamos muchos enfoques pero obtuvimos solo resultados negativos hasta que logramoscomenzó a utilizar los nuevos cultivos enteroides derivados de células madre humanas en el laboratorio "
Le tomó a Estes y sus colegas aproximadamente un año lograr que los cultivos epiteliales intestinales humanos crecieran bien en el laboratorio. Luego, antes de probar los cultivos con norovirus, los probaron con otro virus gastrointestinal humano, el rotavirus.
"El rotavirus creció bien en los cultivos de células epiteliales intestinales humanas", dijo Estes. "Luego, probamos el norovirus humano y descubrimos que algunas cepas crecerían, pero otras no. Sospechamos que todavía faltaba algo".
Los investigadores trataron de mejorar el crecimiento de los virus al agregar a los cultivos sustancias que están naturalmente presentes en el intestino delgado superior, el entorno natural donde crece el virus. Otros virus intestinales, como el rotavirus, usan estas sustancias para crecer dentroel cuerpo.
"El cuerpo humano responde a los alimentos secretando enzimas del páncreas y la bilis desde el hígado al intestino delgado. Las enzimas pancreáticas digieren las moléculas grandes y la bilis solubiliza las grasas", dijo el Dr. David Y. Graham, profesor de medicina y molecularvirología y microbiología en Baylor y el Centro Médico de Asuntos de Veteranos Michael E. DeBakey. "Los virus que causan gastroenteritis, como el rotavirus, utilizan enzimas pancreáticas para desencadenar su replicación, pero estas enzimas no tuvieron efecto sobre el norovirus. Preguntamos si las enzimas pancreáticas eranno es importante, ¿fue la bilis un componente clave que permitió al virus reconocer dónde estaba y replicarse? "
"¡Cuando agregamos bilis a los cultivos, las cepas de norovirus que no crecían antes ahora crecían en grandes cantidades!", Dijo Estes.
"Estaba muy emocionado cuando descubrimos que la bilis permite la replicación exitosa de los norovirus humanos", dijo el coautor principal, el Dr. Kosuke Murakami, asociado postdoctoral en el laboratorio de Estes.
"Este nuevo sistema de cultivo finalmente nos permitirá obtener una idea de cómo este virus causa la enfermedad", dijo la coautora principal, la Dra. Sue Crawford, profesora asistente de virología molecular y microbiología en Baylor.
"Finalmente resolvimos el misterio de 48 años. Pudimos cultivar norovirus en cultivos que imitan el ambiente intestinal, donde el virus crece naturalmente, agregando bilis a los cultivos. La bilis es crítica para varios patógenos bacterianos importantes, pero estoes la primera vez que se demuestra que la bilis es importante para la replicación de los virus intestinales humanos ", dijo Estes.
Los cultivos epiteliales intestinales humanos son verdaderamente únicos y los investigadores anticipan que los cultivos les permitirán responder preguntas importantes, como por qué una cepa de norovirus infecta a una persona, pero no a otra.
"Estos cultivos novedosos son realmente notables ya que conservan las propiedades de las diferentes regiones del intestino delgado y son fisiológicamente activos", dijo Estes. "Cada cultivo es único y refleja la genética del individuo a partir del cual se estableció el cultivo.Esto nos permitió mostrar que algunas culturas, como algunas personas, son susceptibles a una o varias cepas humanas de norovirus. Estas culturas nos permitirán determinar los mecanismos que restringen la replicación en algunas personas, pero no en otras ".
Este es el primer ejemplo en el que se han utilizado cultivos epiteliales intestinales humanos para cultivar un agente no cultivable.
"Predigo que este nuevo sistema de cultivo, que cambia ciertas condiciones, permitirá el cultivo de otros virus o bacterias que no podemos cultivar en este momento. Si tenemos éxito, nos ayudará a desarrollar métodos efectivos para prevenir y tratar infecciones, pruebavacunas, interrumpir la transmisión y comprender mejor cómo estos microbios infectan a las personas, responden a las defensas corporales y evolucionan ", dijo Estes.
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Materiales proporcionado por Baylor College of Medicine . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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