Cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes inducidos por humanos como modelo in vitro para la miocarditis inducida por el virus coxsackie B3 y plataforma de detección de fármacos antivirales.
Año de publicación:
2014
Identificación de PubMed:
25015077
Subvenciones de financiación:
Resumen público:
La miocarditis viral es una enfermedad mortal que afecta tanto a niños como a adultos y causa una morbilidad y mortalidad significativas. El diagnóstico de esta enfermedad suele ser difícil y no existe un tratamiento eficaz para prevenir las secuelas posteriores de la miocarditis viral, incluida la insuficiencia cardíaca por agrandamiento del corazón y el trastorno del ritmo que causa la muerte súbita. En este estudio nos propusimos desarrollar una manera de estudiar cómo el virus (coxsackievirus B3), que es el virus más común responsable de esta enfermedad, es capaz de infectar las células del músculo cardíaco humano y determinar si podemos desarrollar un ensayo que nos permita probar fármacos candidatos que puedan reducir/minimizar/eliminar la capacidad del virus para infectar y crecer dentro de las células del músculo cardíaco humano. Utilizamos células madre pluripotentes inducidas por humanos (iPSC) y generamos células del músculo cardíaco a partir de estas células madre y agregamos el virus a estas células para ver qué efectos tienen los virus en la supervivencia y el crecimiento de las células. También probamos el efecto de algunos fármacos candidatos que se han sugerido para prevenir la infección de este virus, por ejemplo, el interferón beta, sobre la capacidad del virus para crecer y expandirse. Mostramos que las células del músculo cardíaco derivadas de iPSC humanas expresan el receptor del virus coxsackie B3 y son susceptibles de ser infectadas por ellos. Este proceso simula lo que ocurre cuando los humanos se infectan con el virus. Luego descubrimos que el tratamiento de cardiomiocitos iPSC humanos con interferón beta y otros fármacos candidatos puede reducir el nivel de infección por estos virus. Nuestro estudio ahora proporcionará una manera para que las compañías farmacéuticas y los científicos midan la capacidad de su fármaco candidato principal para proteger contra la miocarditis viral.
Resumen científico:
FUNDAMENTO: La miocarditis viral es una enfermedad potencialmente mortal que puede provocar insuficiencia cardíaca o arritmias cardíacas. Un agente causal importante de la miocarditis viral es la cepa B3 del virus coxsackie, un enterovirus de ARN de sentido positivo. Sin embargo, es difícil conseguir tejidos cardíacos humanos en cantidades suficientes para estudiar los mecanismos de la infección viral cardíaca específica. OBJETIVO: Este estudio examinó si los cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes inducidas por humanos (hiPSC-CM) podrían usarse para modelar los procesos patogénicos de la miocarditis viral inducida por el virus coxsackie y para evaluar la eficacia de las terapias antivirales. MÉTODOS Y RESULTADOS: Las hiPSC-CM se infectaron con una cepa de coxsackievirus B3 que expresa luciferasa (CVB3-Luc). Se utilizaron microscopía de campo claro, inmunofluorescencia e imágenes de calcio para caracterizar las hiPSC-CM infectadas con virus en busca de alteraciones en la morfología celular y el manejo del calcio. La proliferación viral en hiPSC-CM se cuantificó mediante imágenes de bioluminiscencia. Se probó la capacidad de compuestos antivirales que incluyen interferón beta1, ribavirina, ditiocarbamato de pirrolidina y fluoxetina para determinar su capacidad para anular la proliferación de CVB3-Luc en hiPSC-CM in vitro. La capacidad de estos compuestos para reducir la proliferación de CVB3-Luc en hiPSC-CM fue consistente con los efectos de los fármacos informados en estudios anteriores. Los análisis mecanicistas mediante perfiles de expresión génica de hiPSC-CM infectados con CVB3-Luc revelaron una activación del ARN viral y las vías de eliminación de proteínas después del tratamiento con interferónbeta1. CONCLUSIONES: Este estudio demuestra que las hiPSC-CM expresan el receptor de coxsackievirus y adenovirus, son susceptibles a la infección por coxsackievirus y pueden usarse para predecir la eficacia de los fármacos antivirales. Nuestros resultados sugieren que el ensayo hiPSC-CM/CVB3-Luc es una plataforma sensible que puede evaluar la efectividad de nuevas terapias antivirales de una manera de alto rendimiento.