Quando o rinovírus, a causa mais comum do resfriado comum, entra nas vias nasais, as células que revestem o nariz trabalham imediatamente juntas para combater a infecção. Estas células ativam uma ampla gama de defesas antivirais destinadas a limitar o vírus e impedir a sua propagação. Em um estudo publicado em 19 de janeiro na revista Cell Press Azulpesquisadores mostram que essa resposta celular precoce desempenha um papel fundamental no fato de uma pessoa ficar doente e na gravidade dos seus sintomas. As descobertas mostram que a resposta do corpo ao rinovírus é muitas vezes mais importante do que o próprio vírus.
“Como causa número um do resfriado comum e principal causa de problemas respiratórios em pessoas com asma e outras doenças pulmonares crônicas, os rinovírus são muito importantes para a saúde humana”, diz a autora sênior Ellen Foxman, da Escola de Medicina de Yale. “Este estudo permitiu-nos observar o interior da mucosa nasal humana e ver o que acontece durante as infecções por rinovírus, tanto a nível celular como molecular”.
Criando tecido nasal humano cultivado em laboratório
Para observar de perto como as células nasais respondem à infecção, a equipe de pesquisa criou um modelo de tecido nasal humano cultivado em laboratório. Eles cultivaram células-tronco nasais durante quatro semanas, expondo a superfície superior do tecido ao ar. Essa configuração ajudou as células a amadurecerem em uma estrutura que se assemelha muito ao revestimento das passagens nasais e das vias aéreas dos pulmões.
O tecido resultante continha vários tipos de células encontradas nas vias aéreas humanas, incluindo células produtoras de muco e células ciliadas. Os cílios são pequenas estruturas semelhantes a cabelos que ajudam a remover o muco e as partículas presas dos pulmões.
“Este modelo é uma representação muito mais precisa da resposta do corpo humano do que as linhas celulares convencionais utilizadas para investigação virológica”, diz Foxman. “Como o rinovírus causa doenças em humanos, mas não em outros animais, os modelos organotípicos de tecidos humanos são particularmente importantes para o estudo deste vírus.”
Interferons e defesa antiviral precoce
Usando este modelo, os pesquisadores puderam observar como milhares de células individuais reagem juntas durante a infecção. Eles também estudaram o que acontecia quando os sensores celulares responsáveis pela detecção do rinovírus eram bloqueados. Esses experimentos revelaram um poderoso sistema de defesa coordenado por interferons, proteínas que impedem a penetração e replicação do vírus.
Quando as células nasais detectam o rinovírus, elas liberam interferons que ativam as defesas antivirais não apenas nas células infectadas, mas também nas células saudáveis próximas. Uma resposta tão coordenada dificulta a multiplicação e a 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 muito mais células e causando danos significativos. Em alguns casos, os organoides infectados não sobreviveram.
“Nossos experimentos mostram quão importante e eficaz é a resposta rápida do interferon no combate à infecção por rinovírus, mesmo sem a presença de células do sistema imunológico”, disse o primeiro autor Bao Wang, da Escola de Medicina de Yale.
Quando o crescimento do vírus causa 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 distinto que faz com que as células infectadas e não infectadas produzam grandes quantidades de muco e sinais inflamatórios. Esta reação pode contribuir para a inflamação das vias aéreas e dificuldade para respirar nos pulmões.
Segundo os investigadores, estas vias podem ser alvos úteis para tratamentos que visam reduzir sintomas prejudiciais, mantendo ao mesmo tempo defesas antivirais eficazes.
Limites do modelo e pesquisas futuras
A equipe observa que seu modelo organoide inclui menos tipos de células do que no corpo humano. Durante infecções verdadeiras, células adicionais, incluindo células do sistema imunológico, são recrutadas para o local para ajudar a combater o vírus. Compreender como esses tipos de células adicionais e fatores ambientais nas passagens nasais e nas vias aéreas afetam a resposta do corpo ao rinovírus será uma área importante de trabalho futuro, dizem os pesquisadores.
“Nosso estudo apoia o paradigma de que a resposta do corpo a um vírus, e não as propriedades do próprio vírus, é fundamental para determinar se um vírus causará doença e quão grave será a doença”, diz Foxman. “Alvejar mecanismos de defesa é um caminho estimulante para novas terapêuticas.”
