Se necesita trabajo en equipo celular para sanar el intestino
Crédito: CC0 Public Domain
Investigadores de la Facultad de Medicina de Baylor han descubierto una imagen más detallada de cómo el epitelio intestinal, el revestimiento del intestino, se cura después de una infección con rotavirus. Un enfoque analítico meticuloso de una sola célula para estudiar el proceso de reparación en un modelo animal reveló que el epitelio dañado contiene una variedad de tipos de células involucradas en la reparación a través de amplias respuestas coordinadas que finalmente curan el tejido dañado.
Los investigadores también descubrieron inesperadamente que, además de los enterocitos, que son el tipo de célula típicamente infectado por el rotavirus, las células en penacho, otro tipo de célula en el epitelio intestinal, también están infectadas y pueden contribuir a la respuesta de reparación del epitelio después daño. Los hallazgos, publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences, no solo brindan una mejor comprensión del proceso de curación después de la infección por rotavirus, sino que también pueden aportar nuevas pistas sobre cómo el virus causa la enfermedad.
«Enfermedades del tracto digestivo afecta a unos 60 millones de estadounidenses cada año. Estas afecciones a menudo se asocian con daños en el epitelio, lo que compromete sus funciones, incluida la digestión de los alimentos y la absorción de nutrientes, y afecta la salud en general», dijo el coautor correspondiente, el Dr. Sarah Blutt, profesora asociada de virología molecular y microbiología en Baylor.
El objetivo de los investigadores en este proyecto era contribuir a una mejor comprensión del proceso de reparación tras el daño al epitelio intestinal causado por el rotavirus en un modelo de ratón. . Este virus causa aproximadamente 179 millones de casos de gastroenteritis aguda y alrededor de 128 000 muertes al año, particularmente en niños. Entrar en los detalles de la respuesta celular al daño resultante de la infección puede conducir a terapias mejoradas.
La curación intestinal requiere trabajo en equipo
La superficie interna de los intestinos está revestida con una capa de células epiteliales que se pliega varias veces, formando muchas proyecciones delgadas en forma de dedos llamadas vellosidades, con criptas entre ellas. El rotavirus infecta y mata las células de enterocitos que residen en las puntas de las vellosidades.
«Sabemos que el daño en la punta se comunica rápidamente a las células madre que residen en la cripta, estimulándolas a dividirse y convertirse en células especializadas». necesarias para reparar la lesión en la punta de las vellosidades», dijo Blutt.
Para ver más de cerca cómo sana el epitelio, el equipo aplicó una tecnología bastante nueva, la transcriptómica unicelular, para determinar qué genes se expresaron a nivel de una sola célula en todas las células entre la punta y la cripta. Hay muchos tipos diferentes de células a lo largo de las vellosidades, incluidas las células en penacho, las células caliciformes, los enterocitos y las células madre, cada una con funciones específicas.
«Nuestros análisis revelaron un paisaje celular complejo caracterizado por grupos de células con funciones específicas perfiles transcriptómicos que dependían no solo del tipo de célula, sino también de la ubicación de la célula a lo largo de las vellosidades», dijo la primera autora Carolyn Bomidi, asistente principal de investigación en el laboratorio de la Dra. Mary Estes en Baylor. «Por ejemplo, el mismo tipo de célula que se encuentra en diferentes lugares puede tener diferentes perfiles transcriptómicos».
Los hallazgos de los investigadores también respaldan una nueva imagen de cómo ocurre la regeneración. Descubrieron que, en respuesta al daño en las puntas, los subconjuntos de células madre en la cripta se dividieron con más frecuencia y se convirtieron en numerosos enterocitos inmaduros que migraron a la punta de las vellosidades para reemplazar a los dañados por el rotavirus.
Un anfitrión inesperado para el rotavirus
Blutt, Bomidi y sus colegas se sorprendieron al encontrar material genético del rotavirus dentro de las células del penacho, un tipo de célula que no se había informado anteriormente que apoyara la infección por rotavirus.
«La el hecho de que podamos detectar el virus es emocionante, dado que las células en penacho son raras en el epitelio intestinal», dijo Bomidi. «Las células del penacho infectadas con rotavirus aumentaron la expresión de genes específicos, incluidos los genes de respuesta inmunitaria, lo que indica que son capaces de generar una respuesta antiviral y contribuir al proceso que sigue a una infección».
En conjunto, los hallazgos proporcionan evidencia de que la infección por rotavirus estimula un programa de reparación impulsado por células madre con la participación de células en penacho que da como resultado la producción de enterocitos inmaduros que reparan el epitelio dañado.
«Estoy muy emocionado de que este sea el primer informe de la caracterización de las transcripciones de una sola célula después de una infección viral humana intestinal», dijo Blutt. «Consideramos que este es un valioso recurso de información para los investigadores involucrados en la investigación gastrointestinal, para ver cómo responde cada tipo de célula individual en el contexto de una infección viral».
«Anticipo que este enfoque también proporcionará nuevos herramientas para investigar aspectos sin respuesta de cómo el rotavirus y otras afecciones infecciosas o inflamatorias causan enfermedades», dijo la coautora para la correspondencia, la Dra. Mary Estes, presidenta de Cullen y profesora de virología molecular y microbiología en Baylor.
Otros colaboradores de este trabajo incluyen a Matthew Robertson y Cristian Coarfa, ambos de Baylor College of Medicine.
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Hallazgos inesperados impulsan la reevaluación de cómo el intestino se repara a sí mismo Más información: Carolyn Bomidi et al, La secuenciación de una sola célula del epitelio intestinal infectado por rotavirus revela el tipo de célula Reparación epitelial específica e infección de células de penacho, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2021). DOI: 10.1073/pnas.2112814118 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias
Proporcionado por Baylor College of Medicine Cita: Se necesita trabajo en equipo celular para sanar el intestino (3 de noviembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-cell-teamwork-intestine.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.