Quando o rinovírus (a causa mais comum do resfriado comum) entra nas vias nasais, as células que revestem o nariz começam imediatamente a trabalhar juntas para combater a infecção. Estas células ativam uma ampla gama de defesas antivirais destinadas a limitar o vírus e prevenir a sua propagação. Um estudo publicado em 19 de janeiro na revista pressão celular azulOs investigadores demonstraram que esta resposta celular precoce desempenha um papel fundamental no facto de uma pessoa ficar doente e na gravidade dos seus sintomas. As descobertas sugerem que a resposta do corpo ao rinovírus é muitas vezes mais importante do que o próprio vírus.
“Os rinovírus são a causa número um do resfriado comum e uma das principais causas de problemas respiratórios em pessoas com asma e outras doenças pulmonares crônicas, e são importantes para a saúde humana”, disse a autora sênior Ellen Foxman, da Escola de Medicina da Universidade de Yale. “Este estudo nos permite examinar profundamente o revestimento da cavidade nasal humana e compreender, nos níveis celular e molecular, o que acontece durante a infecção por rinovírus”.
Criando tecido nasal humano cultivado em laboratório
Para observar de perto como as células nasais respondem à infecção, a equipe criou um modelo de tecido nasal humano cultivado em laboratório. Eles cultivaram células-tronco nasais durante quatro semanas enquanto expunham a superfície superior do tecido ao ar. Essa configuração estimula as células a amadurecerem em estruturas que se assemelham muito ao revestimento das passagens nasais e das vias aéreas pulmonares.
O tecido resultante contém uma variedade de tipos de células encontradas no trato respiratório humano, incluindo células produtoras de muco e células com cílios. Os cílios são pequenas estruturas semelhantes a cabelos que ajudam a remover o muco e as partículas presas dos pulmões.
“Este modelo reflete com mais precisão a resposta do corpo do que as linhas celulares tradicionais utilizadas para pesquisas em virologia”, disse Foxman. “Como o rinovírus causa doenças em humanos, mas não em outros animais, os modelos organoides de tecido humano são particularmente valiosos para o estudo deste vírus.”
Interferons e proteção antiviral precoce
Usando este modelo, os pesquisadores conseguiram monitorar como milhares de células individuais reagem juntas durante uma infecção. Eles também estudaram o que acontece quando os sensores celulares responsáveis pela detecção do rinovírus são bloqueados. Os experimentos revelaram um poderoso sistema de defesa orquestrado por interferons, proteínas que interferem na entrada e replicação viral.
Quando as células nasais detectam o rinovírus, elas liberam interferon, que ativa as defesas antivirais não apenas das células infectadas, mas também das células saudáveis próximas. Esta resposta coordenada dificulta a multiplicação e propagação do vírus. Se a atividade do interferon começar rapidamente, a infecção poderá ser contida precocemente. Quando os investigadores bloquearam esta resposta, o vírus espalhou-se rapidamente, infectando mais células e causando danos graves. Em alguns casos, os organoides infectados não sobrevivem.
“Nossos experimentos mostram quão crítica e eficaz é a resposta rápida do interferon no controle da infecção por rinovírus, mesmo na ausência de quaisquer células do sistema imunológico”, disse o primeiro autor Bao Wang, da Escola de Medicina da Universidade de Yale.
Quando o crescimento viral desencadeia reações prejudiciais
O estudo também identificou respostas adicionais que ocorrem quando a replicação viral aumenta. Sob estas condições, o rinovírus pode ativar um sistema de detecção separado, fazendo com que as células infectadas e não infectadas produzam uma enxurrada de muco e sinais inflamatórios. Esta reação pode causar inflamação das vias aéreas e dificuldade para respirar nos pulmões.
Os pesquisadores dizem que essas vias podem fornecer alvos úteis para tratamentos destinados a reduzir sintomas prejudiciais e, ao mesmo tempo, apoiar defesas antivirais eficazes.
Limitações do modelo e pesquisas futuras
A equipe observou que seu modelo organoide contém menos tipos de células do que as presentes no corpo humano. Durante uma infecção verdadeira, outras células, incluindo células do sistema imunológico, são atraídas para o local para ajudar a combater o vírus. Compreender como estes tipos de células adicionais e factores ambientais nas passagens nasais e nas vias respiratórias influenciam a resposta do corpo ao rinovírus será um foco importante para trabalhos futuros, disseram os investigadores.
“Nosso estudo levanta o paradigma de que a resposta do corpo a um vírus, e não as propriedades inerentes do próprio vírus, é importante para determinar se um vírus causa doença e quão grave será a doença”, disse Foxman. “Direcionar os mecanismos de defesa é um caminho interessante para novos tratamentos”.
