Unsere ersten großen Durchbruch beim Verständnis wie Zika-Virus greift das Gehirn
Wissenschaftler stark vermuten einen Zusammenhang zwischen Zika und Mikrozephalie, eine Störung, die ungewöhnlich kleine Köpfe bei Neugeborenen verursacht, aber sie sind nicht ganz sicher. Nun kann eine Mannschaft der Forscher haben herausgefunden, wie diese Moskitos übertragene Virus die entwickelnden Gehirnen von Föten greift – und Wow, ist böse.
Die neueste Forschung, veröffentlicht in Cell Stem Cell, legt nahe, dass Zika-Virus direkt Zellen für die Entwicklung des Gehirns, Verkümmerung ihr Wachstum erforderlichen Ziele – und oft geradezu zu zerstören. Insbesondere das Virus anzugreifen und sogenannte kortikale neurale Vorläuferzellen zu infizieren – Arten von neuronalen Stammzellen, die das Gehirn zerebrale Kortex (der größte Teil des menschlichen Gehirns, und der Teil verbunden mit höheren Gehirnfunktion) hervorrufen. Zellwachstum ist gestört, und die Zellen sterben oft. Aber das grauen ist noch nicht alles; Nachdem diese Zellen Zika ausgesetzt sind, wandelt sie das Virus in hocheffiziente Fabriken für die Reproduktion.
Die Forscher der Florida State University und Johns Hopkins Medicine wurden nur in der Lage, die Auswirkungen der Zika auf neurale Stammzellen in einer Petrischale zu studieren, so dass die Studie keine direkte Verbindung zwischen Virus und Mikrozephalie beweisen – aber es ist eine Hölle ein Smoking Gun. Zum ersten Mal haben Wissenschaftler einen guten Überblick darüber, wo und wie das Virus die meisten seinen Schaden macht.
"Obwohl unsere Erkenntnisse mit gestörten Gehirnentwicklung korrelieren können, direkte Beweise für einen Zusammenhang zwischen Störungen des Zellwachstums mit Zika-Virus-Infektion und Mikrozephalie noch fehlt", erklärte Zhexing Wen, ein Neurologe an der Johns Hopkins University School of Medicine und Co-Autor der Studie in einer e-Mail. "Wir wissen nicht noch überhaupt, was in den sich entwickelnden Fötus geschieht."
Das Zika-Virus liegt derzeit bei Epidemie Ebenen in vielen Teilen von Südamerika und der Karibik, woraufhin eine Reiseberatung. Während bei den meisten Menschen relativ harmlos gelten werdende Mütter mit dem höchsten Risiko gegeben, die Zuordnung zwischen Zika und Mikrozephalie.
Dieser neueste Durchbruch im Kampf gegen den Zika ist eine Geschichte für sich. Im vergangenen Monat fragte beide der US Centers for Disease Control und die World Health Organization Wissenschaftler ihre Forschungsanstrengungen zu beschleunigen. Als Reaktion darauf montiert Guo li Ming und Hongjun Song von Johns Hopkins, mit Hengli Tang der FSU, ein Team von Experten aus vier Labors, alle mit unterschiedlichen Forschungsinteressen. Dieses multi-disziplinäre Team arbeitet rund um die Uhr für den vergangenen Monat versucht, das Rätsel zu lösen.
"Wir sind buchstäblich die ersten Menschen in der Welt zu wissen, zu wissen, dass dieses Virus kann diese sehr wichtigen Zellen infizieren und deren Funktion stören."
Die Forscher verglichen die Virus-Effekt auf menschlichen embryonalen kortikale neurale Vorläuferzellen (hNPCs), zwei andere Zelltypen: induzierte pluripotente Stammzellen (Zellen, die zu jedem Zelltyp im Körper, einschließlich hNPCs führen können) und unreife Neurone (hNPCs produzieren unreife Neurone). Die Forscher untersuchten sorgfältig die Auswirkungen der Zika-Virus auf diese Zellen, einschließlich der Genexpression.
Nach nur drei Tagen Zika Exposition wurden rund 90 Prozent der hNPCs infiziert, die entführten Zellen, churn neue Kopien des Virus verursacht. Die Zika-Infektion erhöhte Zelltod und disregulated Zellzyklus Fortschreiten, hNPC Wachstum deutlich verlangsamt. Erschreckend – und ziemlich ungewöhnlich – die Gene, die erforderlich, um das Virus zu bekämpfen waren nicht aktiviert; die Zelle integrierte Immunsystem blieb nach der Infektion im Leerlauf. Es ist als ob die Zellen nicht wusste, dass sie angegriffen wurden. Viele der infizierten Zellen wurden getötet, und beschädigte Zellen könnten nicht mehr neue Zellen produzieren.
"Wir sind buchstäblich die ersten Menschen in der Welt zu wissen, zu wissen, dass dieses Virus kann diese sehr wichtigen Zellen infizieren und deren Funktion stören", bemerkte Tang in einer Erklärung.
Diese Forschung zeigt, dass Zika ist in der Lage zu infizieren und neuronale Zellen in einer Petrischale, die ähnlich wie die, die in der menschlichen Hirnrinde während der Entwicklung des Gehirns beeinträchtigen. Aber Wissenschaftler immer noch nicht wissen, was in den sich entwickelnden Fötus geschieht, oder warum Symptome bei Erwachsenen so mild sind. Sie sind auch nicht sicher, wie Zika das Nervensystem von den sich entwickelnden Fötus betritt, oder wie das Virus in der Lage, die Blut - Hirn-Schranke zu überqueren ist. Unheilvoller, sind sie nicht sicher, ob Zika in der Lage ist, die kleine Population von neuronalen Stammzellen, die Erwachsene über den Hirnstamm im Hippocampus halten zu infizieren.
Als nächstes Wen sagt, sein Team wird "3D Mini-Gehirne von menschlichen iPSCs [induzierten pluripotenten Stammzellen] wachsen", die zugrunde liegenden zellulären und molekularen Mechanismen der Zika-Infektionen zu modellieren – und hoffentlich entwickeln Medikamente zur Behandlung oder Vorbeugung die Maut, die Zika scheint zu nehmen auf die Entwicklung von Gehirn.