Neuropatogênese da infecção pelos vírus Zika e Chikungunya em neuroesferas desenvolvidas por meio de cultura 3D

Abstract

Os vírus Zika (ZIKV) e o vírus Chikungunya (CHIKV) podem causar diversas manifestações neurológicas graves. O ZIKV é capaz de gerar meningite e encefalite e em mulheres grávidas, pode levar ao desenvolvimento de microcefalia, malformações congênitas e morte fetal. O CHIKV apesar de não ser classificado como um vírus preferencialmente neurotrópico causa encefalite, meningite e a síndrome de Guillain-Barré. Recentemente, o cultivo de células em sistemas 3D foi capaz de gerar estruturas que mimetizam in vitro um microambiente de organização celular que ocorre in vivo. Nesse contexto, as células humanas de neuroblastoma, SH-SY5Y, representam um modelo celular promissor para o cultivo em 3D. Não está totalmente esclarecido como o ZIKV e CHIKV atuam na neurogênese, na qual estão envolvidos genes reguladores do desenvolvimento, como os genes HOX (Homeobox), que participam na diferenciação de diversos tipos de células. Com isso, o objetivo geral do estudo foi desenvolver novos modelos de cultivo neuronal em 3D (neuroesferas) a partir de células SH-SY5Y e avaliar a modulação da expressão dos genes HOX nestes modelos em processo de diferenciação celular após a infecção com ZIKV e CHIKV. Para isso, foi realizado o cultivo tridimensional de células SH-SY5Y, utilizando a técnica de levitação magnética. As neuroesferas foram diferenciadas em neurônios maduros com ácido retinóico all trans e BDNF (Brain derived neurotrophic factor) e infectadas com ZIKV e/ou CHIKV. Foi analisada por RT-qPCR a expressão dos genes HOX e por citometria de fluxo o perfil inflamatório das neuroesferas infectadas. Foi observado que as neuroesferas são capazes de se diferenciar em neurônios, são permissivas à infecção por ambos os vírus e geram resposta inflamatória com aumento dos níveis de IL-6 e IL-8 tanto para ZIKV quanto para CHIKV. A infecção por estes vírus altera de forma significativa a expressão dos genes SIX2, SIX3, SIX4 e SIX6 envolvidos com o processo de diferenciação celular. Outros genes HOX, como ARX, HOXD1, DMBX1, POU5F1 tiveram sua expressão significativamente alterada a depender do vírus. Estes resultados sugerem que neuroesferas são modelos viáveis para o estudo da neuropatogênese viral e a alteração da expressão dos genes HOX revela aspectos importantes desses vírus no percurso da neurogênese.