Τι συμβαίνει στην αναπνευστική μας οδό μόλις εκτεθούμε στον κορονοϊό; Ένα τρισδιάστατο μοντέλο κατασκευασμένο από βλαστικά κύτταρα ασθενών θα μπορούσε να δώσει απαντήσεις σχετικά με τα αρχικά στάδια της λοίμωξης.

Όπως αναφέρει ο ιστότοπος EurekAlert, το μοντέλο αυτό, όχι μόνο αναπαράγει τη διαδικασία της λοίμωξης, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δοκιμή πιθανών αντιιικών φαρμάκων.

Η Ρούμπι Γουάνγκ, επιμελήτρια στο τμήμα Πνευμονολογίας του Boston Children’s Hospital, ηγήθηκε της έρευνας, σε συνεργασία με το Κέντρο Αναγεννητικής Ιατρικής του Πανεπιστημίου και του Ιατρικού Κέντρου της Βοστώνης και τα Εθνικά Εργαστήρια Αναδυόμενων Λοιμωδών Νοσημάτων του ίδιου πανεπιστημίου.

«Τα ανθρώπινα πρωτογενή βρογχικά κύτταρα αποτελούν το χρυσό πρότυπο για τη μελέτη των λοιμώξεων του κατώτερου αναπνευστικού συστήματος. Αυτό που είναι σημαντικό όμως, είναι ότι δεν απαιτείται η λήψη ιστού από τους αεραγωγούς των ασθενών, η οποία είναι μια επεμβατική διαδικασία», δήλωσε η Γουάνγκ.

«Η πλατφόρμα μας παρέχει μια ανεξάντλητη προμήθεια κυττάρων για σκοπούς μοντελοποίησης και παράγει τους σχετικούς τύπους κυττάρων των αεραγωγών», πρόσθεσε.

Από τα κύτταρα του αίματος σε ένα μοντέλο αεραγωγού

Για τη δημιουργία του μοντέλου, η Γουάνγκ και οι συνάδελφοί της έλαβαν κύτταρα αίματος από δύο άτομα και τα επαναπρογραμμάτισαν σε βλαστικά κύτταρα. Στη συνέχεια, πρόσθεσαν παράγοντες ώστε τα βλαστικά κύτταρα να σχηματίσουν όλους τους κύριους τύπους επιθηλιακών κυττάρων που επενδύουν την τραχεία και τους βρόγχους, συμπεριλαμβανομένων των πολυκυτταρικών, των εκκριτικών και των βασικών κυττάρων. Ο χαρακτηριστικός κυτταρικός υποδοχέας ACE2 ήταν παρών στους αεραγωγούς που προέκυψαν από τα βλαστικά κύτταρα, όπως και το TMPRSS2, ένα βασικό ένζυμο που βοηθά στην είσοδο του ιού.

Χρησιμοποιώντας ζωντανό ιό SARS-CoV-2 στην εγκατάσταση βιοασφάλειας επιπέδου 3 του Πανεπιστημίου της Βοστώνης, η επιστημονική ομάδα μόλυνε με επιτυχία το μοντέλο και έδειξε ότι τα πολυκυτταρικά κύτταρα των αεραγωγών είναι το αρχικό σημείο εισόδου του ιού.

«Αυτό είναι σημαντικό, επειδή τα βλεφαριδωτά κύτταρα έχουν σημαντική λειτουργία στην προώθηση της βλέννας των αεραγωγών και των παγιδευμένων παθογόνων μικροοργανισμών προς τα πάνω, μακριά από τους πνεύμονες», εξήγησε η Γουάνγκ. «Εάν τα βλεφαριδωτά κύτταρα τραυματιστούν, ο ιός μπορεί να προωθηθεί ευκολότερα προς τα κάτω, στο κατώτερο αναπνευστικό σύστημα».

Μοντελοποίηση της λοίμωξης SARS–CoV-2

Μόλις μολύνθηκε, το μοντέλο των αεραγωγών ανέπτυξε μια ισχυρή αντιική απάντηση, παράγοντας ιντερφερόνες τύπου 1 και 3. Η ομάδα παρατήρησε επίσης μια έντονη φλεγμονώδη αντίδραση με αυξημένη παραγωγή φλεγμονωδών σηματοδοτικών μορίων και έκφραση γονιδίων που διεγείρονται από ιντερφερόνες, καθώς και γονιδίων που εμπλέκονται στην ενεργοποίηση των κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος.

Επειδή το μοντέλο αεραγωγού ταιριάζει γενετικά με τον ασθενή από τον οποίο προέρχεται, προσφέρεται για να εξεταστεί πώς ο κορονοϊός επηρεάζει ασθενείς με συγκεκριμένα υποκείμενα νοσήματα που μπορεί να επηρεάζουν την ευαισθησία τους στον ιό.

«Μπορούμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε τη γονιδιακή επεξεργασία CRISPR για να δούμε τις επιπτώσεις διαφορετικών γενετικών μεταλλάξεων», είπε η Γουάνγκ. Η ερευνητική ομάδα χρησιμοποιεί επί του παρόντος βλαστικά κύτταρα από ασθενείς με κυστική ίνωση για να μελετήσει τον τρόπο με τον οποίο ένας αεραγωγός ανταποκρίνεται στον SARS-CoV-2 και σε άλλα παθογόνα.

Το μοντέλο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη δοκιμή πιθανών θεραπειών. Η ομάδα δοκίμασε το αντιικό φάρμακο Remdesivir και διαπίστωσε μείωση του ιικού πολλαπλασιασμού. Το ίδιο διαπίστωσε και όταν δοκίμασε το Camostat mesylate, το οποίο αναστέλλει το TMPRSS2, επιβεβαιώνοντας ότι ο ιός χρειάζεται το TMPRSS2 για να μολύνει τα κύτταρα των αεραγωγών.

Στο μέλλον, η Γουάνγκ σχεδιάζει να χρησιμοποιήσει το μοντέλο των αεραγωγών για να μελετήσει ορισμένες παραλλαγές του SARS–CoV-2, όπως την Όμικρον και τη Δέλτα, καθώς και την ανταπόκρισή του στις θεραπείες σε υγιή άτομα αλλά και σε ασθενείς με παθήσεις των αεραγωγών.

Τα ευρήματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό «American Journal of Physiology – Lung Cellular and Molecular Physiology».

ΠΗΓΗ: Eurekalert

 

www.ertnews.gr