Por que algumas pessoas pegam resfriados fortes e outras não

“Como causa número um de resfriados comuns e uma das principais causas de problemas respiratórios em pessoas com asma e outras doenças pulmonares crônicas, os rinovírus são muito importantes na saúde humana”, diz a autora sênior Ellen Foxman, da Escola de Medicina de Yale. “Esta pesquisa nos permitiu observar o revestimento nasal humano e ver o que está acontecendo durante as infecções por rinovírus, tanto em nível celular quanto molecular”.

Criando tecido nasal humano cultivado em laboratório

Para observar de perto como as células nasais respondem à infecção, a equipe de pesquisa construiu 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 encorajou as células a amadurecerem em uma estrutura que se assemelha muito ao revestimento das passagens nasais e das vias aéreas pulmonares.

O tecido resultante continha vários tipos de células encontradas nas vias aéreas humanas, 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 reflecte as respostas do corpo humano com muito mais precisão do que as linhas celulares convencionais utilizadas para investigação em virologia”, diz Foxman. “Como o rinovírus causa doenças em humanos, mas não em outros animais, os modelos organotípicos de tecidos humanos 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 respondem juntas durante a infecção. Eles também examinaram o que aconteceu quando os sensores celulares responsáveis ​​pela detecção do rinovírus foram bloqueados. Estas experiências revelaram um poderoso sistema de defesa coordenado por interferões, que são proteínas que interferem na entrada e replicação viral.

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. Esta resposta coordenada dificulta a reprodução 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 muito mais células e causando danos significativos. Em alguns casos, os organoides infectados não sobreviveram.

“Nossos experimentos mostram quão crítica e eficaz é uma resposta rápida de interferon no controle da 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 viral desencadeia respostas prejudiciais

O estudo também descobriu respostas adicionais que ocorrem quando a replicação viral aumenta. Sob estas condições, o rinovírus pode ativar um sistema de detecção separado que leva as células infectadas e não infectadas a produzirem grandes quantidades de muco e sinais inflamatórios. Esta reação pode contribuir para a inflamação das vias aéreas e dificuldades respiratórias nos pulmões.

Segundo os investigadores, estas vias podem oferecer alvos úteis para tratamentos que visam reduzir os sintomas prejudiciais, ao mesmo tempo que apoiam defesas antivirais eficazes.

Limites do modelo e pesquisas futuras

A equipe observa que seu modelo organoide inclui menos tipos de células do que os presentes no corpo humano. Durante infecções reais, células adicionais, incluindo células do sistema imunológico, são atraídas para o local para ajudar a combater o vírus. Os investigadores dizem que 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 de trabalhos futuros.

“Nosso estudo avança o paradigma de que as respostas do corpo a um vírus, e não as propriedades inerentes ao próprio vírus, são extremamente importantes para determinar se um vírus causará ou não uma doença e quão grave será a doença”, diz Foxman. “Alvejar mecanismos de defesa é um caminho estimulante para novas terapêuticas.”