Zika virus tested in human brain organoids The pernicious and resilient Aedes mosquito is rapidly spreading Zika virus (ZIKV) through the Americas. ZIKV infection mostly causes mild disease, but in some patients, nervous system involvement is indicated. A particular worry is an observed correlation between infection of mothers in the first trimester of pregnancy and microcephaly in newborns. Garcez et al. tested the effects of ZIKV compared with dengue virus infection on human neural stem cells grown as organoids. ZIKV targeted the human brain cells, reduced their size and viability in vitro, and caused programmed cell death responses. Science , this issue p. 816

Astrogliosis comprises a variety of changes in astrocytes that occur in a context-specific manner, triggered by temporally diverse signaling events that vary with the nature and severity of brain insults. However, most mechanisms underlying astrogliosis were described using animal models, which fail to reproduce some aspects of human astroglial signaling. Here, we report an in vitro model to study astrogliosis using human induced pluripotent stem cells (iPSC)-derived astrocytes which replicates aspects temporally intertwined of reactive astrocytes in vivo. We analyzed the time course of astrogliosis by measuring nuclear translocation of NF-kB, secretion of cytokines and changes in morphological phenotypes of human iPSC-derived astrocytes exposed to TNF-α. It was observed the NF-kB nuclear translocation, increases either in the inflammation-related cytokines secretion and gene expression for IL-1β, IL-6 and TNF-α following 24 h TNF-α stimulation. After 5 days, human iPSC-derived astrocytes exposed to TNF-α exhibited increases in vimentin and GFAP immunolabeling, elongated shape and shrinkage of nuclei, which is typical phenotypes of astrogliosis. Moreover, about a 50% decrease in D-[3H] aspartate uptake was observed over the astrogliosis course with no evident cell damage, which suggests astrocytic dysfunction. Taken together, our results indicate that cultured human iPSC-derived astrocytes reproduce canonical events associated to astrogliosis in a time dependent fashion. Our findings may contribute to a better understanding of mechanisms governing human astrogliosis. Furthermore, the approach described here presents a potential applicability as a platform to uncover novel biomarkers and new drug targets to refrain astrogliosis associated to human brain disorders.

ABSTRACT The effects of psychedelics encompass modulation of subjective experience, neuronal plasticity, brain activity and connectivity, constituting a complex phenomenon. Underlying these effects, molecular changes at the protein level are expected. Proteomic analysis of human brain cells can elicit a comprehensive view of proteins and biological processes regulated within the central nervous system. To explore the molecular pathways influenced by lysergic acid diethylamide (LSD), we utilized mass spectrometry-based proteomics on human brain organoids. This approach allowed for an in-depth analysis of the proteomic alterations induced by LSD, providing insights into its effects at the molecular level within a brain-like environment. Alterations in proteostasis and energy metabolism, which are required for neural plasticity, were observed. Alongside, we identified changes in protein synthesis, folding, autophagy, and proteasomal degradation, as well as in glycolysis, oxidative phosphorylation, cytoskeleton regulation, and neurotransmitter release, providing a comprehensive view of the regulation of cellular process by LSD exposure. Furthermore, the ability of LSD to induce plasticity in human brain cells was corroborated through complementary in vitro experiments focusing on neurite outgrowth. This study sheds light on the specific proteins that LSD influences, thereby enhancing neurite extension and plasticity.

Chikungunya virus (CHIKV) causes a febrile disease associated with chronic arthralgia, which may progress to neurological impairment. Chikungunya fever (CF) is a consolidated public health problem, in tropical and subtropical regions of the world, where control of CHIKV vector, mosquitos of the Aedes genus, failed. Since there is no vaccine or specific treatment against CHIKV, infected patients receive only palliative care to alleviate pain and arthralgia. Thus, drug repurposing is necessary to identify antivirals against CHIKV. Recently, the structure and activity of CHIKV RNA polymerase was partially resolved, revealing similar aspects with the enzyme counterparner on other positive sense RNA viruses, such as members of the Flaviviridae family. We then evaluated if sofosbuvir, clinically approved against hepatitis C virus RNA polymerase, which also aims to dengue, Zika and yellow fever viruses replication, would inhibit CHIKV replication. Indeed, sofosbuvir was 5-times more selective in inhibiting CHIKV production in human hepatoma cells than ribavirin, a pan-antiviral drug. Although CHIKV replication in human induced pluripotent stem cell (iPS)-derived astrocytes was less sensitive to sofosbuvir, compared to hepatoma cells; this drug still impaired virus production and cell death in a MOI-dependent manner. Sofosbuvir also exhibited antiviral activity in vivo, by preventing CHIKV-induced paw oedeme in adult mice, at 20 mg/kg/day, and mortality on neonate mice model, at 40 and 80 mg/kg/day. Our data demonstrates that a prototypic alphavirus, CHIKV, is also susceptible to sofosbuvir. Since this is a clinically approved drug, it could pave the way to become a therapeutic option against CF.