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Daño en la retina: el SARS-CoV-2 entra en el ojo

Foto: InsideCreativeHouse – stock.adobe.com

El SARS-CoV-2 no solo provoca infecciones respiratorias. También puede entrar en la retina y causar daño. No está claro qué estructuras de la retina están infectadas y si el daño es un resultado directo o indirecto de la infección. Un equipo dirigido por Thomas Rauen y Hans Schöler del Instituto Max Planck de Biomedicina Molecular y el virólogo Stephan Ludwig de la Universidad Wilhelmshaven de Westfalia ahora ha utilizado organoides de retina humana para estudiar la infección por SARS-CoV-2 en la retina. Por lo tanto, las células ganglionares de la retina en particular, pero también las células fotorreceptoras, están infectadas. Los investigadores también demostraron que los coronavirus pueden incluso multiplicarse en estos tipos de células.

Afortunadamente, hace tres años, el científico no había imaginado que el modelo de organoide de retina humana creado por Yotam Menuchin-Lasowski del Instituto Max Planck de Münster se utilizaría para estudiar el SARS-CoV-2. En ese momento, el científico comenzó a trabajar en un sistema modelo basado en células madre reprogramadas humanas como parte del proyecto de libro blanco patrocinado por la Sociedad Max Planck “Organoides cerebrales: una alternativa a las pruebas con animales”. Con un número creciente de medios de casos que también informan daño neurológico y discapacidad visual durante o después de la infección por coronavirus, parece lógico que los investigadores de Max Planck usen organoides retinianos para estudiar el SARS-CoV-2 en la retina. Porque varios estudios de biopsias de retina de varios pacientes fallecidos por COVID-19 lograron detectar el virus en la retina.

De hecho, los modelos de retina-organoides ahora están demostrando ser una alternativa relevante a los experimentos con animales, ya que la infección por SARS-CoV-2 en humanos no se puede replicar en modelos animales o no se puede replicar. “Nuestro sistema organoide retiniano reproduce muy bien la estructura anatómicamente compleja de la retina humana”, dijo Yotam Menuchin-Lasowski.

Se utilizaron células iPS humanas como tipo de célula de partida para los organoides retinales. Estas son células obtenidas de biopsias y reprogramadas en células madre inducidas artificialmente. “Dentro de cuatro a cinco meses, se desarrollan organoides retinales maduros a partir de células iPS en condiciones de cultivo adecuadas, en las que los diversos tipos de células se organizan de una manera típica de las retinas”, dijo Menuchin-Lasowski.

André Schreiber y Stephan Ludwig del Instituto de Virología Molecular de la Universidad de Münster incuban organoides retinianos maduros con virus SARS-CoV-2 en un laboratorio de clase de seguridad 3 y luego analizan después del tiempo de incubación indicado. Los investigadores pudieron detectar el ARNm del SARS-CoV-2 en los organoides mediante un análisis de PCR cuantitativo, lo que sugiere que las células de los organoides en realidad estaban infectadas con el virus.

Además, para medir la concentración de virus activo producido por los organoides infectados después de diferentes tiempos de incubación, los científicos utilizaron el llamado ensayo de placa viral. De hecho: esta prueba mostró que se había formado una nueva progenie viral en los organoides de la retina.

“Esta es la primera evidencia de que el SARS-CoV-2 se replica en las células de la retina humana”, dice Thomas Rauen, quien dirige el grupo del proyecto del libro blanco “Organoides cerebrales: una alternativa a las pruebas con animales” con Hans Schöler. “Nuestro proyecto financiado por MPG ahora está dando sus frutos”, dijo felizmente Thomas Rauen.

Para averiguar qué células de los organoides de la retina se vieron afectadas, los investigadores analizaron los organoides bajo un microscopio de fluorescencia. Con la ayuda de diferentes marcadores inmunes contra diferentes tipos de células de la retina y anticuerpos fluorescentes contra la nucleoproteína (proteína N) del SARS-CoV-2, se demostró que dos capas celulares del organoide retiniano estaban principalmente infectadas.

“Primero, muchas de las células teñidas con proteína N estaban ubicadas en la capa nuclear externa del organoide”, dice Yotam Menuchin-Lasowski. Esta es la capa de células donde se encuentran los fotorreceptores, los conos y bastones que convierten la luz entrante en impulsos nerviosos. “Algunas de estas células que contienen proteína N en realidad mostraron la apariencia típica de células fotorreceptoras”, agregó.

“Sin embargo, el tipo de célula en el que pudimos detectar la proteína N del SARS-CoV-2 con mayor frecuencia fueron las células ganglionares de la retina”, dijo Menuchin-Lasowski. Estas células están ubicadas en la capa más interna de la retina y transportan todas las señales desde la retina hasta el cerebro a través del nervio óptico.

Curiosamente, muchos de los síntomas retinianos asociados con COVID-19 están asociados con las células ganglionares retinianas, que hasta ahora se han asociado principalmente con los efectos secundarios de otros síntomas de enfermedades relacionadas con el SARS-CoV-2, como: B. Daño vascular o aumento presión intraocular.

“Sin embargo, nuestro estudio actual de organoides retinianos muestra que la infección por SARS-CoV-2 tiene consecuencias patológicas directas en las células ganglionares de la retina, aunque la discapacidad visual es poco común en los pacientes con COVID-19”, dijo Thomas Rauen. “Sin embargo, nuestros datos nos dan razones para creer que los llamados síntomas de COVID a largo plazo pueden incluir una enfermedad degenerativa de la retina”.

Hans Schöler, quien codirige el grupo de investigación del libro blanco de MPG con Thomas Rauen, dijo: “Aquí es donde radica todo el potencial de la investigación de organoides: los organoides de la retina son particularmente adecuados para el estudio de la retinopatía. A través de una fructífera colaboración interdisciplinaria con Stephan Departamento de Ludwig, pudimos profundizar en la comprensión de la participación de la retina en COVID-19 y posiblemente Long-COVID”.

Publicado originalmente:

Yotam Menuchin-Lasowski*, André Schreiber*, Aarón Lecanda, Ángeles Mecate-Zambrano, Linda Brunotte, Olympia E. Psathaki, Stephan Ludwig, Thomas Rauen#, Hans R. Schöler#.
El SARS-CoV-2 infecta y se replica en las células fotorreceptoras y las células ganglionares de la retina en los organoides de la retina humana.
Stem Cell Report, 12 de abril de 2022, publicación anticipada en línea, 24 de marzo de 2022.

* Co-primer autor y # autor de correspondencia.

Más información: https://www.mpi-muenster.mpg.de/690849/20220324-sars-cov-2-retina-organoid

Fuente: Portal de Salud Alemán

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