Los investigadores utilizaron organoides cutáneos con vello para analizar la forma en la que infectaba este microorganismo y se dieron cuenta de que no afectaba a todos las partes de la piel de la misma manera. También estudiaron la respuesta celular al contagio.
Investigadores del Centro Max Delbrück y del Centro Médico Universitario de Hamburgo-Eppendorf (Alemania) han estudiado en organoides cutáneos cómo progresa el virus del herpes simple tipo 1 en las células de la piel. El trabajo se ha publicado en Science Advances.
La mayoría de la gente piensa que el virus del herpes tipo 1 (VHS-1) es un solo un problema estético porque genera pequeñas protuberancias en los labios o en la cara que suelen curarse por sí solas en el plazo de dos semanas. No obstante, esta infección puede ser mucho más grave.
De hecho, este microorganismo infecta a las células nerviosas de la cara y permanece allí de forma latente. En casos muy excepcionales, puede desplazarse hasta el sistema nervioso central y provocar una inflamación cerebral que ponga en peligro la vida. Además, los expertos también están estudiando su posibles implicaciones en el desarrollo del alzhéimer.
El primer autor del trabajo e investigador del Max Delbrück, Emanuel Wyler, lleva mucho tiempo interesado en desentrañar el funcionamiento de este virus. Y, para ello, ha rastreado paso a paso cómo infecta a las múltiples capas de células cutáneas mediante organoides de piel humana con vello.
Los investigadores han cartografiado cómo se propaga el patógeno y qué moléculas de señalización liberan las células a sus vecinas al ser infectadas. “Fue fascinante observar cómo se propagaba el virus a través del tejido organoide, de un tipo celular a otro, y también cómo respondía cada tipo celular al mismo", expresa la líder del trabajo e investigadora en la misma institución, Manja Czech-Sioli.
La piel humana tiene una estructura similar a la de un sándwich de varias capas, por lo que la lámina protectora más externa sería la epidermis, compuesta principalmente por queratinocitos. Debajo se encontraría la dermis, una capa de soporte rica en fibroblastos. Estos niveles se ven atravesados por los folículos que también contienen fibras nerviosas sensoriales.
Los organoides cutáneos permitieron al equipo estudiar la infección en un modelo tisular tridimensional complejo.
Mientras que los cultivos celulares planos revelan cómo se comportan los virus en un solo tipo de célula, estos organoides contenían muchas de las características de la piel humana real: células epidérmicas, células dérmicas, folículos pilosos y células nerviosas. Por consiguiente, fueron un modelo muy adecuado para analizar cómo progresaba la infección por herpes tipo 1.
Según explica Wyler a SINC, un organoide es una forma de reconstruir algunos aspectos de órganos específicos en un cultivo celular, es decir, en una placa de plástico. Hoy en día existen para el cerebro, riñones e incluso la piel. “Sirven para reconstruir la estructura tridimensional del tejido, por lo que contienen varios tipos celulares diferentes, al igual que el original. Sin embargo, no son perfectos: carecen de células inmunitarias, vasos sanguíneos y, dado que maduran durante unos 4 meses, se asemejan más a una situación fetal que a una adulta", expone el científico.
Estos organoides se obtienen a partir de las llamadas células madre pluripotentes inducidas y proceden de donantes adultos voluntarios. El experto informa que, por lo general, se ‘reprograman' para convertirse en cualquier tipo celular del cuerpo. La célula madre original pluripotente es el óvulo fecundado, a partir del cual, durante el desarrollo embrionario/ fetal se origina cada una de las células del cuerpo.
“Los organoides son una forma más eficiente de recrear una infección en el cuerpo humano que la línea celular –frecuente en la investigación biomédica–, que se desarrolla en una capa plana de células sobre plástico", señala.
Por otro lado, el estudio reveló que el virus no infectaba a todos los elementos del tejido de la misma manera. Por ejemplo, los fibroblastos de la dermis albergaban grandes cantidades de material vírico en las primeras fases de la infección. En cambio, los queratinocitos basales, situados en la parte inferior de la epidermis, y varios tipos de células de los folículos pilosos albergaban cantidades menores. De hecho, el patógeno no llegó a los folículos pilosos ni a las neuronas sensoriales hasta más tarde, lo que indicó que ambos tipos de células podían tener cierta resistencia al virus.
En su investigación, los autores combinaron las técnicas de imagen con la transcriptómica espacial para medir la actividad génica en células individuales sin alterar su ubicación en los tejidos. Esto les permitió estudiar el frente de la infección —la zona donde el herpes tipo 1 acababa de llegar a las nuevas células— e identificar qué genes se activaban.
Aquí los fibroblastos dérmicos activaron el IER3 –un gen conocido por responder al virus–, y los queratinocitos basales aumentaron la expresión del IRF3, un regulador de las defensas antivirales. También descubrieron que los miembros de la familia de moléculas de señalización del factor de necrosis tumoral (TNF) se activaron de manera espacialmente coordinada.
Los futuros modelos de organoides que incluyan células inmunitarias y vasos sanguíneos podrían ayudar a los investigadores a estudiar cómo el organismo controla el herpes antes de que llegue a los nervios, además de entender por qué algunas células frenan el virus mientras que otras favorecen su replicación.
Referencia:
Wyler. E. et al. Human Hair-Bearing Skin Organoids reveal Cell Type Specific Susceptibility and Innate Immune Responses to Herpes Simplex Virus 1. Science Advances 2026.
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