HIV se espalha através de contato direto célula a célula!

Utilizando sistemas inovadores de cultura de células, análise quantitativa de imagens e simulações por computador, uma equipe interdisciplinar de cientistas da Universidade de Heidelberg exploraram como o HIV se espalha em ambientes tridimensionais semelhantes a tecidos. Os resultados dos pesquisadores mostram que a estrutura do tecido força o vírus a se espalhar através do contato direto célula a célula.

Como o HIV se espalha

Apesar de mais de 30 anos de pesquisa, muitos aspectos-chave de como o HIV se espalha ainda não são compreendidos. Uma dessas questões não resolvidas diz respeito às interações entre o vírus e o ambiente no corpo humano.

Tradicionalmente, tem sido assumido que as células infectadas liberam partículas virais que se difundem e eventualmente infectam outras células. Mas também é possível que partículas virais sejam transferidas diretamente de uma célula infectada para a próxima através de contato próximo.

Até agora, não se sabia qual desses modos de transmissão prevalecia no tecido. “Os estudos sobre a replicação do HIV no laboratório são conduzidos principalmente em experimentos de cultura celular simples em pratos de plástico que não refletem a complexa arquitetura e heterogeneidade do tecido”, explica o diretor do estudo, o Prof. Dr. Oliver Fackler, do Center for Integrative Infectious Disease Research. (CIID) no Hospital Universitário de Heidelberg.

Em sua abordagem, os pesquisadores de Heidelberg levaram em conta que as chamadas células CD4 T, o tipo celular preferido infectado pelo HIV, são altamente móveis em seu ambiente fisiológico. Eles usaram um novo sistema de cultura de células, em que um andaime tridimensional foi gerado com a ajuda de colágeno. Isto permitiu manter a mobilidade das células e monitorizar células CD4 T primárias infectadas com HIV-1 num ambiente semelhante a tecido ao longo de várias semanas.

Usando essa abordagem inovadora, os pesquisadores mediram vários fatores que caracterizam a motilidade celular, a replicação do vírus e a perda gradual de células auxiliares CD4 T.

Ao analisar os dados, os cientistas que conduziram os experimentos colaboraram com colegas das áreas de processamento de imagens, biofísica teórica e modelagem matemática. Juntos, eles foram capazes de caracterizar o comportamento complexo de células e vírus e simulá-lo no computador. Isso possibilitou fazer previsões importantes sobre os principais processos que determinam a propagação do HIV-1 nessas culturas 3D, que foram confirmadas por experimentações subsequentes.

HIV se espalha através de contato direto célula a célula
Registro microscópico e modelo computacional da interação entre células infectadas (verde) e células não infectadas (vermelho) em estruturas de colágeno (cinza). Crédito: Universidade de Heidelberg.

A análise dos dados revelou que o ambiente 3-D do sistema de cultura de células suprime a infecção com um vírus sem células enquanto promove simultaneamente a transmissão direta do vírus de célula para célula.

“Nossos modelos nos permitiram integrar filmes microscópicos curtos de célula única com medições demográficas de longo prazo e, assim, estimar o tempo mínimo necessário para que os contatos célula-célula transmitissem a infecção”, explica o Dr. Frederik Graw, do Centro BioQuant da Universidade de Heidelberg.

Os pesquisadores esperam que essas descobertas acabem levando a novas abordagens terapêuticas no tratamento definitivo do HIV. O estudo está disponível no site oficial da Universidade de Heidelberg.

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