„Mini-plaučiuose“ atskleista SARS-CoV-2 infekcija rodo, kaip COVID-19 pažeidžia plaučius

Trimatis žmogaus plaučių alveolinis organoidas su alveolių kamieninių ląstelių žymekliu, HTII-280 (raudona) ir SARS-CoV-2 baltymu ACE2 (žalias). Autoriai: Jeonghwanas Youkas, Taewoo Kimas ir Seonas Pyo Hongas

„Kembridžo ligoninėms paaukoti iš audinių išaugę„ mini plaučiai “Pietų Korėjos ir Jungtinės Karalystės mokslininkų komandai suteikė svarbių įžvalgų apie tai, kaip COVID-19 pažeidžia plaučius. Parašykite žurnale Selstamselis, mokslininkai apibūdina pagrindinius mechanizmus EARS-CoV-2 infekcija ir ankstyvas įgimtas imuninis atsakas plaučiuose.

Iki šiol pasaulyje buvo užfiksuota daugiau nei 40 milijonų COVID-19 atvejų ir beveik 1,13 milijono mirčių. Panašu, kad pagrindinis SARS-CoV-2 virusas, virusas, sukeliantis COVID-19, ypač pacientams, kuriems išsivysto plaučių uždegimas, yra alveolės – maži oro maišeliai plaučiuose, kurie sugeria kvėpuojamą deguonį ir keičia jį anglies dioksidu. iškvėpti.

Siekdama geriau suprasti, kaip SARS-CoV-2 infekuoja plaučius ir sukelia ligas, Jungtinės Karalystės ir Pietų Korėjos mokslininkų komanda kreipėsi į organoidus – „mini organus“, kurie išaugo trimis aspektais aplink imituoja audinių ir organų elgesį.

Komanda panaudojo audinius, paaukotus audinių bankams Royal Papworth Hospital NHS Foundation Trust ir Addenbrooke’s Hospital, Cambridge University NHS Foundations Trust, JK ir Seulo nacionalinėje universitetinėje ligoninėje, kad gydytų plaučių ląstelių tipą, vadinamą žmogaus 2 tipo alveoliniu plaučių alveoliu. ląstelės, kurios turi būti išgautos. Perprogramavę šias ląsteles į ankstesnę „kamieninių ląstelių“ stadiją, jie sugebėjo išauginti savaime organizuojamas alveolių 3D struktūras, imituojančias svarbaus plaučių audinio elgesį.

Dr. Koo Kembridžo universiteto Wellcome-MRC Kembridžo balso elementų instituto grupės vyresnysis autorius ir grupės vadovas Joo-Hyeonas Lee sakė: „Mes vis dar stebėtinai mažai žinome, kaip SARS-CoV-2 infekuoja plaučius ir sukelia ligas. . Mūsų požiūris leido laboratorijoje auginti svarbaus plaučių audinio 3D modelius – tam tikra prasme „mini plaučius“ ir ištirti, kas vyksta jiems užsikrėtus. “

Komanda užteršė organoidus SARS-CoV-2 atmaina, paimta iš paciento Pietų Korėjoje, kuriam 2020 m. Sausio 26 d. Buvo diagnozuotas COVID-19, po kelionės į Wuhaną, Kiniją. Naudodami fluorescuojančio vaizdo ir vienos ląstelės genetinės analizės derinį, jie galėjo ištirti, kaip ląstelės reaguoja į virusą.

Kai 3D modeliai buvo paveikti SARS-CoV-2, virusas pradėjo greitai pasikartoti ir pilną ląstelių infekciją pasiekė tik po šešių valandų po užkrėtimo. Replikacija leidžia virusui plisti visame kūne ir užkrėsti kitas ląsteles bei audinius.

Maždaug tuo pačiu metu ląstelės pradėjo gaminti interferonus – baltymus, kurie yra įspėjamieji signalai kaimyninėms ląstelėms, sakydami, kad jiems reikia suaktyvinti antivirusinę apsaugą. Po 48 valandų interferonai sukėlė įgimtą imuninį atsaką – pirmąją gynybos liniją – ir ląstelės pradėjo kovoti su infekcija.

Praėjus šešiasdešimt valandų po infekcijos, alveolių ląstelių pogrupis pradėjo irti, dėl ko ląstelės žuvo ir pažeidė plaučių audinį.

Nors mokslininkai pastebėjo plaučių ląstelių pokyčius per tris dienas po infekcijos, klinikiniai COVID-19 simptomai retai pasireiškia taip greitai ir kartais gali trukti daugiau nei dešimt dienų po poveikio. Komanda teigia, kad tam yra kelios galimos priežastys. Gali praeiti kelios dienos, kol virusas pirmą kartą pateks į viršutinius kvėpavimo takus, kol pateks į alveoles. Taip pat gali reikėti, kad didelė dalis alveolinių ląstelių būtų užkrėstos arba būtų palaikoma tolesnė sąveika su imuninėmis ląstelėmis, kurios sukelia uždegimą, kol pacientas neparodo simptomų.

“Remdamiesi savo modeliu galime išspręsti daugybę neatsakytų pagrindinių klausimų, pavyzdžiui, suprasti genetinį jautrumą SARS-CoV-2, įvertinti santykinį virusinių mutantų užkrečiamumą ir atskleisti viruso pažeidimo procesus žmogaus alveolinėse ląstelėse”. – sakė daktaras Youngas Seokas. Ju, Korėjos pažangaus mokslo ir technologijos instituto vyresnysis autorius ir docentas. “Svarbiausia, kad tai suteikia galimybę sukurti ir ištirti galimus SARS-CoV-2 infekcijos terapinius agentus.”

„Tikimės, kad naudodamiesi savo metodika išauginsime šiuos 3D modelius iš pacientų, kurie yra ypač pažeidžiami infekcijų, pavyzdžiui, pagyvenusių žmonių ar sergančių plaučiais, ląstelių ir išsiaiškinsime, kas nutiks jų audiniams“, – sakė dr. Lee pridūrė.

Nuoroda: Jeonghwan Youk, Taewoo Kim, Kelly V. Evans, Young-Il Jeong, Yongsuk Hur, Seon Pyo Hong, Je Hyoung Kim, Kijong Yi, Su Yeon kim , Kwon Joong Na, Thomas Bleazard, Ho Min Kim, Mick Fellows, Krishnaa T. Mahbubani, Kourosh Saeb-Parsy, Seon Young Kim, Young Tae Kim, Gou Young Koh, Byeong-Sun Choi, Young Seok Ju en Joo-Hyeon Lee , 2020 m. Spalio 21 d., Selstamselis.
DOI: 10.1016 / j.stem.2020.10.004

Tyrimas buvo Kembridžo universiteto (JK) ir Korėjos pažangiosios mokslo ir technologijos instituto (KAIST), Korėjos nacionalinis sveikatos institutas, Pagrindinių mokslų institutas (IBS), Seulo nacionalinė universitetinė ligoninė ir GENOME INSIGHT Inc. Pietų Korėjoje.

Tyrimą parėmė: Korėjos nacionalinis tyrimų fondas; Korėjos ligų kontrolės ir prevencijos centrų tyrimai; Korėjos mokslo ir IKT ministerija; Korėjos Respublikos sveikatos ir gerovės ministerija; Seulo nacionalinio universiteto medicinos koledžo tyrimų fondas; Europos mokslinių tyrimų taryba; Sveiki; Karališkoji draugija; Biotechnologijos ir biologijos mokslų tyrimai; Suh Kyungbae fondas; ir „Human Frontier Science“ programa.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Eksperimentas atskleidžia naujas sinchroninių šviesos šaltinių galimybes.

Iliustracija, rodanti, kaip elektronų moduliacija lazeriu buvo panaudota kuriant lazerio šviesą skleidžiančias mikrobangas. Kreditas: Tsinghua universitetas. Tarptautinė komanda, atlikdama jaudinančius eksperimentus, parodė, kaip įvairios yra...

Kaip sumažinti kūno temperatūrą, gali padėti 10% pacientų, kuriems skiriamas didelis dėmesys

Šiame brėžinyje aprašytas tepalas (oranžinis ir geltonas), kuris yra molekulinis sluoksnis oro sąsajoje ir kvėpavimui reikalingas skystis plaučiuose. Naujausi tyrimai parodė, kad terminio...

Apšviesti saulės banguoti langai gamina energiją iš vidaus

Ryžių universiteto inžinieriai sukūrė ir pastatė langus, kurie saulės šviesą ar apšvietimą iš vidaus paverčia periferinėmis kraujo ląstelėmis. Centrinis sluoksnis yra kompozicinis polimeras,...

Egipto mumijos mumijos „Purvo karapasas“ neregėtas gydymas – neteisingo pateikimo atvejis

Kiekvienas mumifikuotas ir uždarytas Sidnėjaus universiteto Chau Chak Wing muziejaus Nicholson kolekcijoje. A. Mumifikuotas asmuo, dabar saugojimui dėvintis rankas, BMR. 27.3. B....

COVID-19 aptikimas ant jūsų odos

Misūrio universiteto inžinieriai skatina bioelektronikos rinką, kurdami plataus masto pasirinktinio įrenginio planą, kuris vienu metu gali stebėti daugybę gyvybiškai svarbių požymių, tokių kaip kraujospūdis,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.