Quando o rinovírus, a principal causa do resfriado comum, entra nas passagens nasais, as células que revestem o nariz começam imediatamente a trabalhar em conjunto para combater a infecção. Essas células ativam uma ampla gama de defesas antivirais projetadas para limitar o vírus e impedir sua propagação. Em um estudo publicado em 19 de janeiro na revista Cell Press Blue, os pesquisadores mostram que essa resposta celular inicial desempenha um papel fundamental em determinar se uma pessoa ficará doente e quão graves serão seus sintomas. Os resultados sugerem que a reação do corpo ao rinovírus muitas vezes é mais importante do que o próprio vírus.
“Como a principal causa do resfriado comum e um fator importante de problemas respiratórios em pessoas com asma e outras condições pulmonares crônicas, os rinovírus são muito significativos para a saúde humana,” afirma a autora sênior Ellen Foxman, da Escola de Medicina de Yale. “Esta pesquisa nos permitiu examinar o revestimento nasal humano e observar o que está acontecendo durante infecções por rinovírus em níveis celulares e moleculares.”
Desenvolvendo Tecidos Nasais Humanos em Laboratório
Para observar de perto como as células nasais reagem 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. Esse arranjo incentivou as células a amadurecerem em uma estrutura que se assemelha ao revestimento das passagens nasais e das vias respiratórias.
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 em forma de cabelo que ajudam a mover o muco e as partículas aprisionadas para fora dos pulmões.
“Este modelo reflete as respostas do corpo humano de maneira muito mais precisa do que as linhas celulares convencionais usadas na pesquisa virológica,” diz Foxman. “Como o rinovírus causa doenças em humanos, mas não em outros animais, modelos organotípicos de tecidos humanos são particularmente valiosos para estudar esse vírus.”
Interferons e Proteção Antiviral Precoce
Ao utilizar esse modelo, os pesquisadores conseguiram monitorar como milhares de células individuais reagem em conjunto durante a infecção. Eles também examinaram o que ocorreu quando os sensores celulares responsáveis por detectar o rinovírus foram bloqueados. Esses experimentos revelaram um poderoso sistema de defesa coordenado por interferons, que são proteínas que dificultam a entrada e replicação viral.
Quando as células nasais detectam o rinovírus, elas liberam interferons que ativam defesas antivirais não apenas nas células infectadas, mas também nas células saudáveis próximas. Essa resposta coordenada dificulta a reprodução e a disseminação do vírus. Se a atividade do interferon começa rapidamente, a infecção pode ser contida precocemente. Quando os pesquisadores bloquearam essa resposta, o vírus se espalhou rapidamente, infectando muitas outras células e causando danos significativos. Em alguns casos, os organoides infectados não sobreviveram.
“Nossos experimentos demonstram quão crítica e eficaz é uma resposta rápida de interferon no controle da infecção pelo rinovírus, mesmo na ausência de células do sistema imunológico,” afirma o autor principal Bao Wang, da Escola de Medicina de Yale.
Quando o Crescimento Viral Provoca Respostas Nocivas
O estudo também descobriu reações adicionais que ocorrem quando a replicação viral aumenta. Nessas condições, o rinovírus pode ativar um sistema de detecção separado que leva tanto células infectadas quanto não infectadas a produzir grandes quantidades de muco e sinais inflamatórios. Essa reação pode contribuir para a inflamação das vias aéreas e dificuldades respiratórias.
De acordo com os pesquisadores, essas vias podem oferecer alvos úteis para tratamentos que visem a reduzir sintomas nocivos, ao mesmo tempo em que apoiam defesas antivirais eficazes.
Limitações do Modelo e Pesquisas Futuras
A equipe observa que seu modelo de organoide inclui menos tipos de células do que estão presentes no corpo humano. Durante infecções reais, células adicionais, incluindo células imunológicas, são atraídas para o local para ajudar a combater o vírus. Os pesquisadores afirmam que entender como esses tipos celulares adicionais e fatores ambientais nas passagens nasais e nas vias aéreas influenciam a resposta do corpo ao rinovírus será um foco importante para trabalhos futuros.
“Nosso estudo avança na ideia de que as respostas do corpo a um vírus, em vez das propriedades inerentes ao próprio vírus, são extremamente importantes para determinar se um vírus causará doença e quão grave será essa doença,” diz Foxman. “Direcionar mecanismos de defesa é uma avenida empolgante para novas terapias.”
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