Los modelos preclínicos que recapitulan aspectos de la enfermedad de las vías respiratorias humanas son esenciales para el avance de nuevas terapias y vacunas. En el estudio actual publicado en la revista ‘Mbio’, los investigadores del Baylor College of Medicine han informado sobre el desarrollo de un organoide de nariz humana versátil: una representación de laboratorio de las células que recubren el interior de la nariz donde tienen lugar los primeros eventos de una infección viral natural.
Usando organoides nasales, que modelan las complejas interacciones entre las células humanas y el virus, el equipo ha mostrado diferencias clave entre la infección por SARS-CoV-2, el virus que causa la COVID-19, y la del virus respiratorio sincitial (RSV), un importante virus respiratorio pediátrico, proporcionando una mejor comprensión de los primeros pasos hacia la enfermedad y conduciendo a posibles nuevas terapias.
El modelo también demostró ser una herramienta útil para probar la eficacia de tratamientos como el palivizumab, un anticuerpo monoclonal aprobado por la Agencia del Medicamento de Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés) para prevenir la enfermedad grave por RSV en bebés de alto riesgo.
Los investigadores simularon una infección natural colocando cada virus por separado en el lado del aire de las placas de cultivo y estudiando los cambios que ocurrieron en el organoide de la nariz
El sistema organoide de la nariz humana es parte de la evaluación preclínica de las terapias que ayudarían a acelerar la transferencia de las terapias desarrolladas en el laboratorio al lado de la cama. "En el caso de los virus respiratorios, como el SARS-CoV-2 y el RSV, la infección comienza en la nariz cuando uno inhala el virus", ha señalado el autor Pedro Piedra, profesor de virología molecular y microbiología, pediatría y de farmacología y biología química en Baylor.
“Los organoides de la nariz humana que hemos desarrollado brindan acceso al interior de la nariz humana, lo que nos permite estudiar los primeros eventos de la infección en el laboratorio, algo que no habíamos tenido antes. Hemos desarrollado con éxito organoides de nariz humana tanto de adultos como de bebés”, ha explicado el doctor Piedra. Las células que recubren el interior de la nariz, el epitelio, están expuestas al aire por un lado y al sistema circulatorio sanguíneo por el lado opuesto.
“Nuestro sistema organoide tridimensional replica esta situación natural en el laboratorio utilizando epitelio nasal recolectado con un hisopo nasal”, ha subrayado otro de los autores, el doctor Anubama Rajan. “Cultivamos el epitelio recolectado en placas de cultivo de tejidos que proporcionan una interfase aire-líquido, donde la parte superior del epitelio se expone al aire y la parte inferior se baña en líquido con nutrientes y otros factores”, ha indicado el experto.
Para estudiar la interacción entre el SARS-CoV-2 o RSV y el epitelio de la nariz, los investigadores simularon una infección natural colocando cada virus por separado en el lado del aire de las placas de cultivo y estudiando los cambios que ocurrieron en el organoide de la nariz.
EFICACIA DEL ANTICUERPO MONOCLONAR PALIVIZUMAB
El equipo también utilizó su modelo organoide de nariz humana de infección por RSV para probar la eficacia de palivizumab. En este caso, colocaron el anticuerpo monoclonal terapéutico en la cámara llena de líquido para parecerse más a la experiencia humana donde los anticuerpos terapéuticos ingresan a la circulación sanguínea y brindan protección a las vías respiratorias contra la infección por RSV.
En este estudio, por primera vez, el equipo describió un enfoque no invasivo, reproducible y confiable para establecer organoides de nariz humana que permitan estudios a largo plazo. Los modelos anteriores se produjeron mediante biopsia invasiva de pulmón o nariz o lavado broncoalveolar.
“La facilidad para obtener las muestras de hisopos nasales facilita nuestro enfoque no invasivo en la población adulta en general, así como en la población pediátrica vulnerable”, ha apuntado Piedra.
Otra ventaja de usar este novedoso sistema organoide de nariz humana es que puede revelar cómo se produce el control inicial de la infección de una persona y proporcionar información sobre lo que haría que una persona sea más susceptible a un virus que otra. Este sistema también se puede usar para estudiar otros virus respiratorios y potencialmente otros microbios que causan enfermedades.