Cuando el rinovirus, la causa más común del resfriado común, entra en las fosas nasales, las células que recubren la nariz comienzan a trabajar juntas para combatir la infección. Estas células activan una variedad de defensas antivirales diseñadas para limitar el virus e impedir su propagación. Un estudio publicado el 19 de enero en la revista Cell Press Blue revela que esta respuesta celular temprana juega un papel clave en determinar si una persona enferma y la gravedad de sus síntomas. Los hallazgos sugieren que la reacción del cuerpo al rinovirus a menudo es más importante que el virus en sí.
“Como la principal causa de resfriados comunes y un factor importante en los problemas respiratorios de personas con asma y otras afecciones pulmonares crónicas, los rinovirus son muy relevantes para la salud humana”, afirma la autora principal, Ellen Foxman, de la Facultad de Medicina de Yale. “Esta investigación nos permitió observar el revestimiento nasal humano y ver lo que está sucediendo durante las infecciones por rinovirus a nivel celular y molecular.”
Creación de tejido nasal humano cultivado en laboratorio
Para observar de cerca cómo responden las células nasales a la infección, el equipo de investigación creó un modelo de laboratorio de tejido nasal humano. Cultivaron células madre nasales durante cuatro semanas, exponiendo la superficie superior del tejido al aire. Esta configuración alentó a las células a madurar en una estructura que se asemeja estrechamente al revestimiento de las fosas nasales y las vías respiratorias pulmonares.
El tejido resultante contenía múltiples tipos de células que se encuentran en las vías respiratorias humanas, incluidas las células productoras de moco y las células con cilios. Los cilios son estructuras pequeñas similares a pelos que ayudan a mover el moco y las partículas atrapadas fuera de los pulmones.
“Este modelo refleja las respuestas del cuerpo humano con mucha más precisión que las líneas celulares convencionales utilizadas en la investigación de virología”, explica Foxman. “Dado que el rinovirus causa enfermedades en humanos, pero no en otros animales, los modelos organotípicos de tejidos humanos son particularmente valiosos para estudiar este virus.”
Interferones y protección antiviral temprana
Utilizando este modelo, los investigadores pudieron monitorear cómo miles de células individuales responden juntas durante la infección. También examinaron lo que sucedió cuando se bloquearon los sensores celulares responsables de detectar el rinovirus. Estos experimentos revelaron un poderoso sistema de defensa coordinado por los interferones, que son proteínas que interfieren con la entrada y replicación viral.
Cuando las células nasales detectan el rinovirus, liberan interferones que activan las defensas antivirales no solo en las células infectadas, sino también en las células sanas cercanas. Esta respuesta coordinada dificulta la reproducción y propagación del virus. Si la actividad del interferón comienza rápidamente, la infección se puede contener temprano. Cuando los investigadores bloquearon esta respuesta, el virus se propagó rápidamente, infectando muchas más células y causando daños significativos. En algunos casos, los organoides infectados no sobrevivieron.
“Nuestros experimentos demuestran cuán crítica y efectiva es una respuesta rápida de interferón para controlar la infección por rinovirus, incluso sin la presencia de ninguna célula del sistema inmunológico”, dice el primer autor, Bao Wang, de la Facultad de Medicina de Yale.
Cuando el crecimiento viral desencadena respuestas dañinas
El estudio también descubrió respuestas adicionales que ocurren cuando aumenta la replicación viral. En estas condiciones, el rinovirus puede activar un sistema de detección separado que lleva tanto a las células infectadas como a las no infectadas a producir grandes cantidades de moco y señales inflamatorias. Esta reacción puede contribuir a la inflamación de las vías respiratorias y a las dificultades respiratorias en los pulmones.
Según los investigadores, estas vías pueden ofrecer objetivos útiles para tratamientos destinados a reducir los síntomas dañinos y al mismo tiempo apoyar las defensas antivirales efectivas.
Limitaciones del modelo e investigación futura
El equipo señala que su modelo de organoides incluye menos tipos de células de las que están presentes en el cuerpo humano. Durante las infecciones reales, células adicionales, incluidas las células inmunitarias, se dirigen al sitio para ayudar a combatir el virus. Los investigadores afirman que comprender cómo estos tipos de células adicionales y los factores ambientales en las fosas nasales y las vías respiratorias influyen en la respuesta del cuerpo al rinovirus será un foco importante de trabajo futuro.
“Nuestro estudio avanza en el paradigma de que las respuestas del cuerpo a un virus, en lugar de las propiedades inherentes al virus en sí, son enormemente importantes para determinar si un virus causará o no una enfermedad y cuán grave será la enfermedad”, dice Foxman. “Orientar los mecanismos de defensa es una vía emocionante para nuevas terapias.”
