Il virus dell’herpes simplex-1 a volte può causare una pericolosa infezione cerebrale. La combinazione di un antinfiammatorio e di un antivirale potrebbe aiutare in questi casi, riferiscono gli scienziati dei laboratori Rajewsky e Landthaler e della piattaforma Organoid del Max Delbrück Center in “Nature Microbiology”.
Circa 3,7 miliardi di persone – il 67% di noi – portano il virus dell’herpes simplex-1 nelle nostre cellule nervose dove giace quiescente fino a quando non viene attivato da stress o lesioni. Quando attivato, i suoi sintomi sono generalmente lievi, limitati a herpes labiale o ulcere in bocca.
Molto raramente, il virus può risalire i neuroni fino al cervello, dove può causare un’infezione potenzialmente letale. Ciò rappresenta dal 5 al 15% di tutti i casi di encefalite infettiva nei bambini e negli adulti. I medici in genere prescrivono un antivirale chiamato aciclovir. Ma anche così, i pazienti spesso soffrono di perdita di memoria di lunga durata e debilitante, convulsioni e altri disturbi cognitivi.
In tali casi, i medici potrebbero provare un antivirale in combinazione con un farmaco che frena l’infiammazione per vedere se offre una prognosi migliore, suggerisce un nuovo studio “Nature Microbiology” condotto da scienziati del Max Delbrück Center for Molecular Medicine dell’Associazione Helmholtz a Berlino. Gli scienziati hanno fatto questa scoperta utilizzando un modello tridimensionale del cervello cresciuto da cellule staminali umane. L’uso di tali modelli, chiamati organoidi, è alla frontiera della medicina clinica.
“Questi proto-cervelli contengono centinaia di migliaia di neuroni che possono comunicare tra loro in modo sincronizzato. Con essi possono essere condotti importanti esperimenti che erano impossibili fino a pochi anni fa”, afferma il professor Nikolaus Rajewsky, direttore scientifico dell’Istituto di Berlino per Medical Systems Biology presso il Max Delbrück Center (MDC-BIMSB) e autore senior dello studio.
La dottoressa Agnieszka Rybak-Wolf, che dirige la piattaforma tecnologica degli organoidi presso il Max Delbrück Center ed è uno dei primi autori, ha creato gli organoidi, che erano macchie bianche di 0,5 cm. “Gli organoidi cerebrali assomigliano un po’ a piccole nuvole di tessuto”, dice.
Più vicino alla realtà per l’herpes
Senza organoidi, l’analisi dell’encefalite indotta da HSV-1 è impegnativa. Il virus infetta solo le persone e ottenere questi campioni di cervello non è pratico. Gli scienziati hanno deciso di non studiare la malattia nelle cellule nervose in coltura o nei topi, che non sono portatori naturali del virus.
“Questo modello è ora molto più vicino alla realtà per il virus dell’herpes rispetto a quello che è stato utilizzato in precedenza”, afferma il dott. Emanuel Wyler, un esperto di virus che studia i meccanismi molecolari delle infezioni da HSV-1 presso il laboratorio Landthaler e uno dei primi autori .
Gli scienziati hanno infettato gli organoidi con il virus HSV-1 e hanno visualizzato le cellule neuroepiteliali e neuronali mentre il virus si scatenava e il mini-cervello si disintegrava. “Avevamo queste bellissime immagini al microscopio che sono così chiare e puoi vedere cosa sta realmente accadendo”, afferma Wyler.
Successivamente hanno condotto un’analisi di una singola cellula per identificare tutti i percorsi molecolari attivi durante l’infezione. “Abbiamo utilizzato un approccio imparziale per trovare tutti i percorsi e i geni che contano”, afferma il dott. Ivano Legnini, un biologo dei sistemi precedentemente presso il laboratorio Rajewsky e uno dei primi autori. “Portiamo sul tavolo la biologia dei sistemi”.
Hanno notato che una via di segnalazione importante nell’infiammazione, chiamata TNF-α, era altamente attiva. Quando hanno trattato gli organoidi con aciclovir, lo standard di cura per l’encefalite da HSV-1, la replicazione virale si è fermata, ma il danno tissutale è continuato. Ulteriori analisi hanno mostrato che la via del TNF-α era ancora attiva nonostante il trattamento.
Una difesa che può diventare dannosa
“Il percorso dell’infiammazione è una difesa naturale fondamentale per il virus”, afferma il dottor Tancredi Massimo Pentimalli, un medico che ora sta facendo il suo dottorato di ricerca in medicina dei sistemi presso il laboratorio Rajewsky e uno dei primi autori. “Ma quando blocchiamo la replicazione virale con farmaci antivirali, la risposta infiammatoria troppo zelante potrebbe invece diventare dannosa”.
Rybak-Wolf ha trattato gli organoidi sia con un farmaco antivirale che con un antinfiammatorio, che avrebbe disattivato la via del TNF-α. Questo trattamento combinato ha impedito il danneggiamento dei mini-cervelli. “C’è un percorso di segnalazione nel cervello che diventa attivo durante l’infezione”, dice. “Quando l’abbiamo spento usando questi farmaci, l’organoide non è stato danneggiato”.
Gli scienziati sperano che i medici proveranno l’aciclovir e un antinfiammatorio come trattamento per l’encefalite da HSV-1. “Spero che i ricercatori clinici organizzino studi clinici per valutare l’efficacia di nuove terapie combinate antivirali e antinfiammatorie nei pazienti con encefalite da herpes, traducendo in ultima analisi i nostri risultati dalla panchina al letto del paziente”, afferma Pentimalli.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
