Учёные США установили картину поражения легких при коронавирусе SARS-CoV-2

Ученые разработали новую технику культивирования альвеолосфер, которую они использовали для изучения реакции альвеолярных клеток на инфекцию SARS-CoV-2.

Исследователи создали «альвеолосферы», новую органоидную модель альвеол, и использовали их для изучения инфекции SARS-CoV-2. В своих экспериментах команда обнаружила, что ткань легких может инициировать цитокиновый шторм, который может привести к синдрому острого респираторного дистресса (ОРДС), и что инфицированные клетки могут вызывать апоптоз своих здоровых соседей.

Органоиды, иногда называемые мини-органами, происходят из тканей человека и поэтому обеспечивают наиболее близкое воспроизведение ex vivo многих заболеваний человека. Этот инструмент использовался для изучения и скрининга лекарств от широкого спектра заболеваний, включая диабет и жировую болезнь печени, а теперь исследователи применили его для изучения вируса SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19.

SARS-CoV-2, как известно, инфицирует множество клеток в дыхательных путях, если они экспрессируют рецептор ангиотензинпревращающего фермента типа 2 (ACE2), который вирус использует для заражения клеток человека. Они инфицируют клетки альвеолярного эпителия 2 типа (AT2). Чтобы создать органоид мини-легкого, исследователи взяли одну взрослую стволовую клетку из здоровых легких и использовали новую систему культивирования, чтобы стимулировать ее деление и дифференцировку в AT2. Затем этим клеткам позволяли размножаться и спонтанно собирались в структуры, очень похожие на альвеолы.

Команда заявила, что одной из причин того, что исследования SARS-CoV-2 были приостановлены, было отсутствие ex vivo моделей альвеолярного эпителия человека. Они обнаружили, что альвеолосферы было трудно выращивать, потому что среда, необходимая для размножения и управления дифференцировкой AT2s, не была хорошо классифицирована. Исследователи заявляют, что их новая система культивирования альвеолосферы является «масштабируемой, химически определенной и модульной» и после заражения SARS-CoV-2 производит клетки, которые транскриптомически и гистологически похожи на образцы, взятые у пациентов с тяжелым COVID-19.

По словам Пурушотхамы Рао Тата, который руководил исследованием в Медицинской школе Университета Дьюка, США, клетки, инфицированные SARS-CoV-2 в своих альвеолосферах, начали продуцировать провоспалительные цитокины, в частности интерфероны. Считается, что повышенное производство и секреция этих молекул вызывает самые серьезные симптомы COVID-19, включая ОРДС и органную недостаточность. Команда предполагает, что сама легочная ткань может инициировать цитокиновый шторм (выброс огромного количества цитокинов, приводящий к гибели клеток и повреждению тканей) еще до того, как иммунные клетки даже попадут в легкие.

Исследователи добавили, что они наблюдали способность инфицированных клеток, которые естественно продолжают умирать, вызывать гибель неинфицированных соседних клеток. Они сказали, что оба их вывода дают новое представление о патогенезе COVID-19.

Команда пришла к выводу, что теперь у них есть определенная система культивирования альвеолосферы, они будут производить больше органоидов и продолжать моделировать COVID-19 в надежде выявить и протестировать многообещающие новые методы лечения.

aobe.ru | Актуальные новости России и мира