Zika-Virus: Wie es fötale Gehirne zerstört, welche US-Städte am verletzlichsten sind

Zika-Virus: Wie es fötale Gehirne zerstört, welche US-Städte am verletzlichsten sind

What are mini brains? - Madeline Lancaster (Oktober 2018).

Anonim

Die explosive Ausbreitung des Zika-Virus in Amerika und die verheerenden Geburtsschäden, die es hinterlässt, haben zu einer breiten Palette von Studien geführt, die in Rekordzeit veröffentlicht und veröffentlicht wurden. Zwei aktuelle Studien zeigen Antworten auf einige der drängendsten Fragen zum Virus: Wie es die fötalen Gehirne zerstört und welche US-Städte am anfälligsten für Zika-Fieber sind.

Zika Virus und das fetale Gehirn

Zusammen mit dem John Hopkins Universitätskrankenhaus, der Florida State University und der Emory University School of Medicine replizierte ein Team von Forschern in Labors den Mechanismus, von dem angenommen wird, dass er Mikrozephalie bei Säuglingen von Müttern verursacht, die während der Schwangerschaft dem Virus ausgesetzt waren. Das Rennen um Antworten ist in der wissenschaftlichen Gemeinschaft so intensiv, dass das Team einen Monat lang rund um die Uhr arbeitete, um ihr Studium durchzuführen.

Die Forscher betonen, dass ihre Studie Zellen nur in Laborgerichten, nicht in fötalen Gehirnen oder Hirngewebe von Kindern mit Zika-assoziierter Mikrozephalie umfasst. Daher ist es derzeit unmöglich zu sagen, dass ihre Befunde die Frage beantworten, wie das Virus den Fötus beeinflusst Gehirne, aber es zeigt wichtige Informationen.

Die Forscher züchteten eine Kolonie von Zika-Virus-Organismen in Moskitozellen, da Moskitos die Hauptverbreitungswege des Virus sind. Nach einigen Tagen wurde das Virus auf eine Reihe von menschlichen Zellen übertragen und die Forscher dokumentierten alle Veränderungen der menschlichen Zellen nach der Infektion.

Das Virus breitete sich schnell durch kortikale neurale Vorläuferzellen aus, menschliche Stammzellen, die normalerweise die äußere Schicht des Gehirns (der Großhirnrinde) werden würden. Die Großhirnrinde ist für eine maximale Verarbeitung von Aufmerksamkeit, Bewusstsein, Bewusstsein, Sprache, Gedächtnis, Wahrnehmung und Denken erforderlich.

Innerhalb von drei Tagen nach der Infektion breitete sich das Virus über die kortikalen Neuronenstammzellen aus, ohne dass die Zellen einen der natürlichen zellulären Abwehrmechanismen einsetzten.

Andere Studien weisen darauf hin, dass das Virus diese kortikalen Neuronenstammzellen übernimmt, um sie als Fabrik zu nutzen, um mehr von dem Virus zu reproduzieren. Es verhindert die Entwicklung neuer Nervenzellen und verhindert die Teilung und Vermehrung bestehender Nervenzellen. Durch das Anhalten des normalen Gehirnzellenwachstums bleiben die infizierten Gehirne während der Schwangerschaft klein und unterentwickelt. Die Schädelgröße entspricht der Größe des Gehirns, so dass kleinere Gehirne auch kleine Schädel ergeben.

US-Städte am anfälligsten

Im Gegensatz dazu ist viel über die Aedes aegypti- Mücke bekannt. Es wurde jahrelang gründlich untersucht, weil es die Viren verbreitet, die Gelb-, Dengue- und Chikungunya-Fieber verursachen. Diese Mücke existiert in den USA von New York City und entlang der östlichen Küste und über die südliche Hälfte des Landes nach Nordkalifornien. Bisher trägt nur die Aedes aegypti- Mücke das Virus.

Moskitopopulationen sind von Frühling bis Herbst am höchsten. Die Temperaturen im Winter sind zu kalt, außer im südlichsten Florida und Texas. Die Mücke bevorzugt warmes, feuchtes Klima, aber das Weibchen kann Hunderte von Eiern in stehendes Wasser legen; Es wird nur ein Teelöffel Wasser benötigt.

Die Infektionsraten in Mittel- und Südamerika sind am höchsten in verarmten Gebieten, wo Klimaanlagen und abgeschirmte Fenster selten sind. Dies wird voraussichtlich in den USA der Fall sein, obwohl Vorhersagen auf einen weniger schweren Ausbruch hindeuten, da Klimaanlagen und Fensterschirme üblich sind. Die Armutsraten in den südlichen USA sind in ländlichen Gebieten tendenziell höher, während die Mücke dicht besiedelte Städte bevorzugt.

Lokale Infektionen sind in den USA zu dieser Zeit selten. Die meisten Amerikaner, von denen bekannt ist, dass sie mit dem Virus infiziert sind, wurden während Reisen in fremde Länder mit aktiven Ausbrüchen infiziert. Eine lokale Infektion tritt auf, wenn eine Mücke jemanden ansteckt, der mit dem Virus infiziert ist. Nach etwa einer Woche, wenn sich das Virus im Speichel der Mücke aufbaut, wird die Mücke zum Träger von Krankheiten. Die jetzt infizierte Mücke verbreitet das Virus auf alle, die es beißt.

Da die Ausbreitung des Virus so eng mit dem internationalen Reiseverkehr verbunden ist, sind die am härtesten getroffenen US-Städte warm, feucht und beheimatet die am stärksten frequentierten internationalen Flughäfen, die die meisten Direktflüge zu Gebieten mit Ausbruch haben.

Die Studie zur Vorhersage der US-Vulnerabilität konzentrierte sich allein auf Flugreisen, aber das Forschungsteam schätzt, dass pro Monat fünfmal mehr Menschen über die mexikanische Grenze in die USA einreisen als per Flug in alle 50 Städte der Studie zusammen.

Wenn Klima- und internationale Flugreisedaten kombiniert werden, sagt das Forschungsteam voraus, dass Miami, Houston und Orlando die wahrscheinlichsten Städte für Ausbrüche von Zika-Fieber sind. Eine animierte Karte, die ein potenzielles Risiko für alle 50 untersuchten Städte zeigt, wurde vom Nationalen Zentrum für Atmosphärenforschung (NCAR) bereitgestellt.

Die NCAR-Studie umfasste Wissenschaftler der NASA, der North Carolina State University, der Vector Control Division der Maricopa County Environmental Services, der University of Arizona und der Durham University. Es wurde von der NASA, den National Institutes of Health und der National Science Foundation finanziert.

Quellen:

Tang, H., et al. "Zika-Virus infiziert menschliche kortikale neurale Vorläuferzellen und dämpft deren Wachstum." PubMed . Cell Stem Cell / Cell Press, 3. März 2016. US National Library of Medicine / Nationale Gesundheitsinstitute . Netz. 16. März 2016.

"Zika-Virus infiziert menschliche neurale Stammzellen." EurekAlert! Cell Press / Amerikanische Vereinigung zur Förderung der Wissenschaften, 4. März 2016. Web. 16. März 2016.

Monaghan, Andrew, et al. "Potenzielles Zika-Virusrisiko für 50 US-Städte geschätzt." NCAR UCAR / AtmosNews. UCAR (Universitätsgesellschaft für Atmosphärenforschung), 16. März 2016. Web. 16. März 2016.