Organoides intestinales cultivados en laboratorio para estudiar por qué los murciélagos viven con virus pero no se enferman
Organoides intestinales de un murciélago Rousette. Crédito: Tsutomu Omatsu, TUAT
Experimentos que intentan explicar por qué los murciélagos pueden infectarse con muchos virus a la vez sin sucumbir a enfermedades como el COVID-19Conocimiento que podría ayudarnos a reducir la amenaza de enfermedades infecciosas para los humanosha luchado hasta ahora con el hecho de que los murciélagos salvajes vivos son malos sujetos de investigación. Para superar este obstáculo, por primera vez los investigadores han cultivado «organoides» de murciélago rousette, que reproducen los intestinos in vitro.
Un artículo que describe la técnica de crecimiento de organoide de murciélago apareció en el International Journal of Molecular Sciences el 5 de octubre.
Los murciélagos son la fuente natural de una gran cantidad de patógenos humanos (o, en la jerga epidemiológica, el » reservorio»el huésped en el que un patógeno sobrevive sin causar enfermedad). Estos incluyen los virus que causan muchas enfermedades como el Ébola, Marburg, Nipah, Hendra, SARS, MERS y COVID-19. De hecho, un solo murciélago puede albergar estos virus sin enfermarse. Por qué los murciélagos pueden vivir con tantos virus sin enfermarse sigue siendo uno de los grandes misterios de la virología y sus disciplinas vecinas. Y resolver este misterio se ha vuelto aún más urgente debido a la actual pandemia de COVID-19.
Sin embargo, los murciélagos son animales salvajes, no sujetos animales de experimentación domesticados. Es mucho más difícil realizar investigaciones reproducibles en murciélagos que en animales de experimentación más comunes, como ratones o cerdos. Y así, la mayoría de los experimentos han tenido que llevarse a cabo en líneas celulares extraídas de murciélagos en lugar de murciélagos mismos u órganos de murciélagos.
«Si este bloqueo experimental pudiera superarse, las relaciones virus-murciélago podrían entenderse y conducir a reducir enfermedades y muertes humanas», dijo Tsutomu Omatsu, uno de los autores del artículo y profesor asociado del Centro de Investigación de Epidemiología y Prevención de Enfermedades Infecciosas de la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio.
Así que Los investigadores desarrollaron un organoide de murciélago que podría usarse para tal experimentación. Un organoide es una construcción de tejido tridimensional cultivada «in vitro» (en una placa de Petri o con otro equipo de laboratorio) a partir de células madre y que imita el órgano en el animal vivo. En este caso, cultivaron organoides a partir de células del intestino de un zorro volador, la especie Rousettus leschenaultia dentro del género más amplio de Rousettus, también conocidos como murciélagos Rousette.
Eligieron murciélagos Rousette, un tipo de megamurciélago o murciélago de la fruta, porque se cree que son un reservorio natural de la familia de virus lovirus, incluidos los virus Ébola y Marburg. Esta especie particular de murciélago rousette también fue seleccionada porque en investigaciones anteriores, otra especie de murciélago rousette, Rousettus leschenaultii, había mostrado una infección transitoria pero no robusta a partir de una inoculación experimental de SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19. mientras que una línea celular del intestino de Rousettus leschenaultia no se había infectado en absoluto. También se ha descubierto que varias especies de zorros voladores en el sudeste de Asia y Australia son anfitriones del ortoreovirus de pteropina (PRV), que ha causado enfermedades respiratorias en humanos.
Los investigadores primero tenían que encontrar un medio óptimo para el crecimiento de células de intestino de murciélago. Hicieron esto al intentar cultivar organoides con nueve suplementos de crecimiento diferentes (nutrientes y otras moléculas que estimulan la proliferación celular). Tres de los nueve lograron tasas de proliferación y crecimiento celular significativamente más altas después de siete días.
Además, los organoides intestinales del murciélago rousette cultivados con estos tres suplementos fueron de larga duración, pudiendo mantener la proliferación activa durante más de a diez pasajes (hasta 10 veces de reconstrucciones de organoides a partir de células separadas que estaban compuestas por los organoides anteriores). Los organoides que fueron criopreservados a largo plazo (esencialmente congelados) también podrían crecer normalmente una vez descongelados.
Para confirmar que el organoide imitaba el tejido epitelial (exterior) del intestino del murciélago, la parte del órgano del murciélago que primero encuentra partículas de virus y, por lo tanto, de particular interés científico, los investigadores implementaron dos técnicas. Primero, utilizaron microscopía electrónica de transmisión para investigar la anatomía celular (histología) de los organoides. En segundo lugar, utilizaron la tinción de inmunofluorescencia, un método común utilizado para detectar y visualizar moléculas en muestras biológicas, para buscar marcadores moleculares que indiquen que el tejido investigado proviene de intestinos de murciélago. Juntas, estas dos técnicas les dijeron a los investigadores que los organoides estaban recreando los componentes celulares típicos de los tejidos del intestino del murciélago rousette.
También se realizó una prueba inicial del uso de los organoides para investigar las relaciones virales. Se demostró que eran susceptibles al PRV pero no al SARS-CoV-2 en la inoculación experimental.
Habiendo producido con éxito organoides de murciélago por primera vez, los investigadores ahora quieren repetir su truco con otros órganos de zorro volador. como pulmones, hígado y riñones. Luego, los investigadores infectarán esta masa de «interiores» de murciélagos con virus altamente patógenos para analizar su expresión génica (activar y desactivar genes) en detalle para poder aclarar el mecanismo de por qué los murciélagos pueden albergar tales patógenos sin enfermarse.
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Cuando los organoides se encuentran con los coronavirus Más información: Mohamed Elbadawy et al, Establecimiento de organoide intestinal de Rousettus leschenaultii y la susceptibilidad a virus asociados a murciélagos, SARS-CoV-2 y Pteropine Orthoreovirus, Revista Internacional de Ciencias Moleculares (2021). DOI: 10.3390/ijms221910763 Proporcionado por la Universidad de Agricultura y Tecnología de Tokio Cita: Intestino ‘organoide’ cultivado en laboratorio para estudiar por qué los murciélagos viven con virus pero no se enferman (29 de diciembre de 2021) recuperado 29 Agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-12-intestine-organoid-grown-lab-viruses.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.