Estudio de la regulación de la función de la barrera hematoencefálica por vesículas extracelulares provenientes de células infectadas con virus Zika

Abstract

El virus del Zika (ZIKV) induce alteraciones neurológicas severas tanto prenatales como postnatales, incluso tras la resolución de la infección. Esta persistencia sugiere la existencia de reservorios virales, donde las vesículas extracelulares (EVs) podrían desempeñar un papel clave como mediadoras de la diseminación viral y la disfunción del tejido nervioso. En este estudio se infectaron con ZIKV cultivos primarios de astrocitos, neuronas y células endoteliales cerebrales microvasculares (MBEC) de ratones Balb/c neonatos. A partir de estos se aislaron EVs, y se evaluó su participación en la neuropatogénesis mediante un enfoque integral que combinó un modelo in vitro de barrera hematoencefálica (BHE) con cultivos primarios de neuronas corticales. Las EVs fueron caracterizadas (NTA, inmunoblot, microscopía electrónica, transcriptómica y proteómica) y el contenido viral se analizó por PCR digital y ensayos de infectividad (in vitro e in vivo), encontrando que las EVs de neuronas y MBEC transportaron RNA viral infeccioso. Además, las EVs de MBEC infectadas alteraron la integridad del modelo de BHE de manera dependiente de la topología de contacto (luminal o abluminal), sugiriendo un mecanismo que favorece el establecimiento del ZIKV en el tejido para alcanzar las neuronas. Por otro lado, el pretratamiento de las neuronas con estas EVs, contrarrestó la disfunción mitocondrial inducida por el virus, preservó la arborización neuronal y promovió un fenotipo mitocondrial funcional, asociado con el aumento de transcritos de SOD y CAT. En conjunto, estos hallazgos demuestran la participación dual de las EVs en la neuropatogénesis del ZIKV, como vectores de diseminación viral y como moduladores de la respuesta celular en el tejido nervioso. (Texto tomado de la fuente)

Zika virus (ZIKV) is associated with severe neurological alterations, both prenatal and postnatal, which can occur even after viral clearance. This persistence suggests the existence of viral reservoirs, in which extracellular vesicles (EVs) may play a key role as mediators of viral dissemination and neurovascular dysfunction. In this study, primary cultures of astrocytes, neurons, and brain microvascular endothelial cells (MBEC) derived from neonatal Balb/c mice were infected with ZIKV. EVs were isolated from these cultures to assess their involvement in ZIKV neuropathogenesis. An integrated experimental approach was employed, combining an in vitro blood–brain barrier (BBB) model with primary cortical neuron cultures. EVs were characterized by nanoparticle tracking analysis (NTA), immunoblotting, electron microscopy, transcriptomics, and proteomics. Their viral content was evaluated by digital PCR and infectivity assays (in vitro and in vivo), revealing that EVs derived from neurons and MBEC carried replication-competent viral genomes capable of inducing infection in neonatal mice. Additionally, EVs from infected MBEC disrupted the integrity of the BBB model depending on the topological site of contact (luminal vs. abluminal), suggesting a mechanism that favor ZIKV establishment in the nervous tissue, aiming to gain access to neurons. Notably, neuronal pretreatment with EVs —particularly those from infected cells— counteracted virus-induced mitochondrial dysfunction, preserved dendritic arborization, and promoted a filamentous mitochondrial phenotype associated with increased expression of antioxidant enzymes SOD and CAT. Together, these findings demonstrated a dual role for EVs in ZIKV neuropathogenesis, acting both as vectors of viral dissemination and as modulators of cellular responses.