SAN FRANCISCO, CA – 6 de abril de 2022 – Una vacuna para la hepatitis C ha eludido a los científicos durante más de 30 años por varias razones. Por un lado, el virus que causa la enfermedad se presenta en muchas formas genéticas, lo que dificulta el desarrollo de una vacuna ampliamente efectiva. Por otro lado, el estudio de la hepatitis C ha sido difícil debido a las limitadas posibilidades en animales y los métodos de laboratorio con células infectadas no reflejan adecuadamente la dinámica real de la infección.

SAN FRANCISCO, CA – 6 de abril de 2022 – Una vacuna para la hepatitis C ha eludido a los científicos durante más de 30 años por varias razones. Por un lado, el virus que causa la enfermedad se presenta en muchas formas genéticas, lo que dificulta el desarrollo de una vacuna ampliamente efectiva. Por otro lado, el estudio de la hepatitis C ha sido difícil debido a las limitadas posibilidades en animales y los métodos de laboratorio con células infectadas no reflejan adecuadamente la dinámica real de la infección.

Ahora, los investigadores de los Institutos Gladstone han desarrollado una nueva plataforma para estudiar cómo responde el sistema inmunitario humano a la infección por hepatitis C. El método presentado en la revista. biología abierta, combina tecnología microfluídica (que permite a los científicos manipular líquidos con precisión a escala microscópica) con organoides hepáticos (grupos de células tridimensionales que imitan la biología de los hígados humanos reales).

«La estructura 3D y la composición celular de los organoides hepáticos nos permiten estudiar la entrada y replicación viral de formas fisiológicas muy relevantes», dice el investigador principal de Gladstone, Todd McDevitt, PhD, autor principal del nuevo estudio.

«Nuestro enfoque permite un estudio más controlado y preciso de la respuesta inmune a la infección por hepatitis C», dijo Melanie Ott, MD, PhD, directora del Instituto Gladstone de Virología y otra autora principal del estudio. «Esperamos que nuestro método acelere el descubrimiento de una vacuna muy necesaria».

Restablecimiento de la interacción entre el hígado y las células inmunitarias

El virus de la hepatitis C se dirige al hígado. Después de la infección inicial, algunas personas se recuperan con pocos o ningún síntoma, pero otras tienen una infección de por vida que puede provocar una enfermedad hepática grave. Los medicamentos pueden tratar con éxito la hepatitis C, pero pueden ser de difícil acceso o asequibles, y una persona tratada puede volver a infectarse más adelante.

«Una vacuna exitosa entrenaría el sistema inmunológico y evitaría la reinfección por una de las formas más comunes del virus», dice el Dr. Camille Simoneau, coautora del estudio y postdoctorado en el laboratorio de Ott. «Esto tendría tremendos beneficios para la salud pública en todo el mundo».

Para desarrollar una vacuna de este tipo, los científicos necesitan una comprensión detallada de cómo interactúa el hígado con el virus de la hepatitis C y el sistema inmunitario, en particular las células T del sistema inmunitario. Sin embargo, lograr que las células hepáticas individuales interactúen con el virus de una manera que refleje de manera realista lo que podría estar sucediendo en el cuerpo de una persona infectada ha resultado bastante difícil.

En los últimos años, gracias en gran parte a los avances realizados por McDevitt y otros investigadores de Gladstone, han surgido organoides hepáticos 3D que ofrecen formas nuevas y biológicamente más realistas de estudiar la interacción entre las células hepáticas, el virus de la hepatitis C y las células T. Sin embargo, los desafíos permanecieron.

«Hasta ahora, hemos observado estas interacciones en gotas de líquido relativamente grandes», dice Vaishaali Natarajan, PhD, coautor principal del estudio y ex becario postdoctoral de Gladstone en el laboratorio de McDevitt. «Pero rastrear organoides individuales dentro de las gotas es difícil, lo que limita lo que podemos aprender de ellos».

Por lo tanto, los investigadores decidieron poner todo el sistema en un chip microfluídico, un dispositivo con una red de pequeños canales que permite un control preciso sobre el posicionamiento de los organoides y permite a los investigadores observar mejor su interacción con su entorno.

En el nuevo sistema, los organoides hepáticos cultivados a partir de células madre adultas se incrustan en posiciones fijas en los canales del chip. Mientras tanto, las células T suspendidas en el líquido pueden moverse libremente a través de los canales e interactuar con los organoides, de forma similar al movimiento de las células T sanguíneas en el tejido hepático real. Debido a que los organoides están fijos en su lugar, los investigadores pueden monitorearlos a lo largo del tiempo, junto con las células T, utilizando técnicas de microscopía estándar.

«Por primera vez, podemos observar de cerca estas interacciones celulares en un entorno de laboratorio, de una manera que corresponde más biológicamente a los tejidos involucrados en la infección por hepatitis C», dice Ott.

Despejar el escenario para los descubrimientos

Para demostrar el potencial de su nuevo sistema, los investigadores primero querían confirmar que podría imitar cómo las células T reconocen las células hepáticas infectadas.

Así que cultivaron organoides del hígado y los expusieron a una molécula específica que se encuentra en el virus de la hepatitis C. Después de la exposición, las células organoides presentaron esta molécula en su superficie como lo harían después de la infección. Luego, los investigadores incrustaron los organoides en un chip de microfluidos e introdujeron las células T en su entorno.

Estas células T, desarrolladas por Ann Erickson en el laboratorio del autor principal Stewart Cooper en el Instituto de Investigación del Centro Médico del Pacífico de California, fueron entrenadas para reconocer la molécula en la superficie de los organoides.

De hecho, las células T descubrieron las células organoides que presentaban la molécula viral y migraron a través de los canales de microfluidos para matarlas, tal como podrían atacar y matar las células infectadas en el cuerpo para combatir la hepatitis C.

Debido a que los investigadores pueden manipular con precisión el entorno microfluídico agregando o eliminando sustancias, la plataforma también podría usarse para estudiar muchos aspectos adicionales de la infección por hepatitis C con un detalle sin precedentes.

«Nuestro estudio sugiere que nuestro enfoque podría usarse para identificar y estudiar otras moléculas virales que provocan una fuerte respuesta inmune y tienen el potencial de formar la base de nuevas vacunas», dice McDevitt. «Estoy emocionado de ver a dónde conducirá esta combinación de organoides y microfluidos».

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Sobre el estudio

El artículo «Modelado de la inmunidad de las células T contra el virus de la hepatitis C con organoides hepáticos en un sistema de cocultivo microfluídico» fue publicado por biología abiertaa Journal of the Royal Society, 2 de marzo de 2022.

Otros autores incluyen a Nathan Meyers de Gladstone y Jody Baron de UC San Francisco.

El trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud (Subvenciones R01 AI097552-01A1, DP1D A038043-01 y RO1 DK064051), la Fundación de Capacitación Técnica, el Biorepositorio de Hígado Ibrahim El-Hefni y la Fundación Raab.

Acerca del Instituto Gladstone

Para garantizar que nuestro trabajo brinde el mayor beneficio, los Institutos Gladstone se enfocan en enfermedades con profundas implicaciones médicas, económicas y sociales: enfermedades sin resolver. Gladstone es una organización de investigación de ciencias de la vida independiente y sin fines de lucro que utiliza ciencia y tecnología visionarias para superar las enfermedades. Tiene una afiliación académica con la Universidad de California, San Francisco.


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