Учёные проследили распространение герпеса в трёхмерных органоидах кожи
Исследовательская группа из Германии создала органоиды кожи человека с развитыми волосяными фолликулами и использовала их для изучения заражения вирусом простого герпеса HSV-1. Оказалось, что разные типы клеток поражаются неравномерно. Работа опубликована в Science Advances (DOI: 10.1126/sciadv.aef5563).
Органоид кожи как трёхмерная модель инфекции
Культуры плоских клеток давно используют для изучения вирусных инфекций, однако кожа — трёхмерная структура с несколькими слоями и специализированными придатками. Авторы получили органоиды из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток человека: в процессе культивирования такие клетки самоорганизуются в структуры с эпидермисом, дермой, волосяными фолликулами, сальными железами и меланоцитами.
Это позволило наблюдать заражение HSV-1 не в монослое, а в условиях, приближённых к живой ткани, — с реальными межклеточными контактами и трёхмерным распределением клеточных типов.
Вирус движется от дермы к эпидермису и уступает ороговевшим структурам
В начале инфекции больше вирусного материала обнаруживали в дермальных фибробластах. В базальных кератиноцитах и нескольких типах клеток волосяных фолликулов его было меньше, даже рядом с уже заражёнными клетками. Позднее инфекция достигала волосяных фолликулов и сенсорных нейронов.
Наблюдения указывают на различия в восприимчивости клеток. Однако более медленное заражение не означает полной невосприимчивости: вывод относится к условиям и срокам наблюдения в органоиде.
Ответ иммунной системы: сигналы TNF распространяются за пределы очага
Сочетание микроскопии и пространственной транскриптомики позволило сопоставить положение клеток с активностью их генов на границе распространения инфекции:
- в дермальных фибробластах активировался ген IER3;
- в базальных кератиноцитах повышалась экспрессия IRF3 — регулятора противовирусной защиты;
- сигнальные молекулы семейства фактора некроза опухоли TNF активировались согласованно в пространстве.
Такой сценарий объясняет, почему иммунные реакции при герпесе охватывают ткань шире, чем непосредственный очаг инфекции.
Читайте также: Вирус герпеса изменил работу иммунных клеток мозга в эксперименте на мышах.
Полученная модель открывает возможность тестировать противовирусные препараты непосредственно в трёхмерной тканеподобной среде. Включение иммунных клеток и кровеносных сосудов в будущие модели поможет точнее изучить контроль инфекции. Сам органоид не воспроизводит всю иммунную систему человека и не доказывает эффективность лечения.
