Hirnorganoide decken Mechanismen der Virus-induzierten Mikrozephalie auf
2021
Vienna BioCenter (VBC), Wien, Österreich
Eine Virusinfektion in der frühen Schwangerschaft ist eine der Hauptursachen für Mikrozephalie. Wie verschiedene Viren die Entwicklung des menschlichen Gehirns beeinträchtigen, ist jedoch noch wenig bekannt. Hier werden menschliche Hirnorganoide verwendet, um die Mechanismen zu untersuchen, die der durch das Zika-Virus (ZIKV) und das Herpes-Simplex-Virus (HSV-1) verursachten Mikrozephalie zugrunde liegen. Die Autoren stellten fest, dass sich beide Viren effizient in Hirnorganoiden replizieren und deren Wachstum durch Zelltod abschwächen. Durch transkriptionelles Profiling konnte jedoch gezeigte werden, dass ZIKV und HSV-1 unterschiedliche zelluläre Reaktionen auslösen und dass nur HSV-1 die neuroepitheliale Identität eindeutig beeinträchtigt. Darüber hinaus zeigten die Autoren, dass, obwohl beide Viren das Typ-I-Interferon-System nicht wirksam induzieren, die durch ihre Infektion verursachten organoiden Defekte durch unterschiedliche Typ-I-Interferone gerettet werden können. Die Ergebnisse heben die unterschiedlichen Wege hervor, die von verschiedenen Viren genutzt werden, um Mikrozephalie zu verursachen, und offenbaren eine komplexe zelluläre Immunabwehr, wie z. B. eine neuroprotektive Rolle verschiedener Typ-I-IFN-Reaktionen. Die Bedeutung dieser Ergebnisse liegt auch in der einzigartigen Beobachtung in 3D-Gehirnorganoid-Kulturen und nicht in 2D-Kultursystemen, was die Überlegenheit von diesen Modellen bei der Reproduktion von virusinduzierten neuropathologischen Bedingungen und ihre Relevanz bei der Untersuchung der Mechanismen von Virusinfektionen unterstreicht.
Organoid modeling of Zika and herpes simplex virus 1 infections reveals virus-specific responses leading to microcephaly
Jürgen A. Knoblich
Eingestellt am: 15.04.2021
[1] https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(21)00110-7[2] https://www.oeaw.ac.at/imba/research-highlights/news/brain-organoids-uncover-various-mechanisms-of-virus-induced-microcephaly
