Redacción Ciencia.- La creación de órganos en tres dimensiones a partir de células madre (organoides) que sirvan como modelos para estudiar las enfermedades acaba de producir otro gran avance: la recreación de cómo avanza la infección del herpes en la piel humana.
Un equipo de investigadores del Centro Max Delbrück de Medicina Molecular y del Centro Médico Universitario de Hamburgo-Eppendorf (Alemania) describe en un artículo recogido en Science Advances cómo progresa la infección por el virus del herpes simple tipo 1 entre las células cutáneas vecinas al lugar infectado.
El virus del herpes simple tipo 1 (VHS-1) puede parecer un mero problema estético, pero no lo es. Puede provocar brotes de herpes labial en los labios o la cara, que suelen curarse por sí solos en el plazo de dos semanas, pero la infección tiene más transcendencia.
Un virus latente
El virus infecta las células nerviosas sensoriales de la cara, donde suele permanecer de forma latente y, en ocasiones, se desplaza hasta el sistema nervioso central y provoca una inflamación cerebral que puede poner en peligro la vida.
También se está investigando si el VHS-1 podría desempeñar un papel en la enfermedad de Alzheimer, ya que su persistencia de por vida en el sistema nervioso acabaría dañando el cerebro.
Utilizando como modelo organoides de piel humana con vello, los investigadores han cartografiado cómo se propaga el virus y qué moléculas de señalización liberan las células a sus vecinas al ser infectadas.
“Ha sido fascinante observar cómo se extiende el virus a través del tejido de los organoides, de un tipo de célula a otro, y también cómo responde cada tipo de célula ante él”, subraya una de las autoras, Manja Czech-Sioli, investigadora del Centro Médico Universitario de Hamburgo-Eppendorf.
Seguimiento del VHS-1 en piel 3D
La piel “tiene una estructura similar a la de un sándwich en capas”, explica Czech-Sioli. La capa protectora más externa es la epidermis, compuesta principalmente por queratinocitos. Debajo se encuentra la dermis, que actúa de soporte y es rica en fibroblastos. Los folículos pilosos atraviesan estas capas, que también contienen fibras nerviosas sensoriales.
Los organoides cutáneos proporcionados por los grupos de Manja Czech-Sioli y de la investigadora Nicole Fischer permitieron al equipo estudiar la infección en un modelo con todas esas capas.
“Los cultivos celulares planos revelan cómo se comportan los virus en un solo tipo de célula. Estos organoides contienen muchas de las características de la piel humana real: células epidérmicas, dérmicas, folículos pilosos y células de tipo nervioso. Son un modelo más adecuado para comprender cómo progresa la infección por el VHS-1”, detalla Czech-Sioli.
Pues bien, ella y su equipo han descubierto que el virus no infectaba a todos los tipos de células cutáneas de la misma manera.
Los fibroblastos de la dermis albergan grandes cantidades de virus en las primeras fases de la infección, mientras que los queratinocitos basales y varios tipos de células de los folículos pilosos albergaban cantidades relativamente menores VHS-1, incluso cuando había células infectadas cerca.
El virus llega mucho más tarde a los folículos pilosos y a las neuronas sensoriales, lo que indicaría que ambos tipos de células podrían tener cierta resistencia intrínseca al virus.
Cómo reaccionan las células vecinas a la infección
Utilizando técnicas de imagen con la transcriptómica espacial, que mide la actividad génica en células individuales, los investigadores han comprobado el llamado ‘frente de la infección’ (la zona donde el VHS-1 acababa de llegar a nuevas células) y han identificado qué genes se activaban.
En el frente de la infección, los fibroblastos dérmicos activaron el IER3, un gen conocido por responder al virus del herpes, y los queratinocitos basales aumentaron la expresión del IRF3, un regulador de las defensas antivirales.
También descubrieron que los miembros de la familia de moléculas de señalización del factor de necrosis tumoral se activan de forma especialmente coordinada y que, de esa acción coordinada, depende la capacidad del organismo para controlar la infección.
“Futuros modelos de organoides que incluyan células inmunitarias y vasos sanguíneos nos ayudarán a estudiar cómo controla el virus el organismo antes de que llegue a los nervios. Así podremos entender por qué algunas células frenan el virus mientras que otras favorecen su replicación», concluyen.
