Рубрики
Медицина

Мини-органы показать, как коронавирус разрушает тело

Исследователи растут миниатюрные органы в лаборатории, чтобы изучить, как новый коронавирус разрушает тело. Исследования в этих органоидов раскрывают многогранность вирус на вторжение в органах, легких, печени, почек и кишечника. Исследователи также экспериментируют с наркотиками в этих мини-салфеток, чтобы увидеть ли такие терапии могут быть кандидатами для лечения людей.

Врачи знают с госпитализированными больными и вскрытия, что торс-ков-2 может иметь разрушительное воздействие на органы. Но неясно, будет ли какой от этого вред непосредственно вызванные вирусом или вторичных осложнений инфекции. Несколько групп с помощью анализа органоид, чтобы показать, где в организме вирус путешествий, который клетки заражает и какой вред он делает.

“Красота органоидов является то, что они напоминают истинные морфология тканей”, — говорит Томас Efferth, а клеточный биолог в университете имени Иоганна Гутенберга в Майнце, Германия.

Коронавирус и COVID-19: держать в курсе

Вирусологи обычно изучение вирусов на клеточных линиях и животных клеток культивируют в dish1. Но это не модель торс-ков-2 инфекции, а потому, что они не имитировать то, что происходит в организме, говорят исследователи.

Органоидов лучше продемонстрировать, что торс-ков-2 не в тканях человека, — говорит Нурия Монсеррат, исследования стволовых клеток биолог из Института биоинженерии Каталонии в Барселоне, Испания. Они могут быть выращены, чтобы включать в себя несколько типов клеток, и принять форму исходного органа в недели, говорит Монсеррат. Они также менее дорогие, чем модели на животных, и избежать этических проблем, которые они создают.

Но исследования торс-ков-2 в органоидов имеют ограничения, поскольку они не отражают переходное затухание между органами, что происходит в организме, что означает, что результаты все равно должны быть проверены на животных моделях и клинических исследованиях, говорит Барт Haagmans, вирусолог Эразмуса в Роттердаме, Нидерланды.

Дунул в

Одна из ключевых идей из органоидов является то, что торс-ков-2 для клеток в дыхательной системе, из верхних дыхательных путей в легкие.

Кадзуо Такаяма стволовых клеток биолог в Университете Киото, Япония, и его коллеги разработали бронхиальной органоидов с четырех различных типов клеток, сделанные из замороженных клеток внешнего бронхиальной слой, или эпителий. Когда его команда заразил органоидов торс-ков-2, они обнаружили, что вирус ориентирован, прежде всего, стволовые клетки, которые восстанавливают клетки эпителия, известных как базальные клетки, но не легко ввести защитные, секреторные клуб ячеек 2. Команды, которые выложили свои работы на bioRxiv, теперь планирует изучить, может ли вирус может распространиться из базальных клеток к другим клеткам.

Бум на мини-желудок, мозг, грудь, почки и многое другое

Из верхних дыхательных путей, вирус может попасть в легкие и вызвать дыхательную недостаточность, тяжелая осложнение COVID-19. Используя мини легкие в блюдо, Shuibing Чен, стволовых клеток биолог Вайль Корнельского университета медицины в Нью-Йорке, показало, что некоторые клетки погибают после заражения, и что вирус индуцирует выработку протеинов, известных как хемокины и cytokines3can быть смертельным.

Но Чэнь, который также опубликовал ее результаты на bioRxiv, говорит, почему гибнут клетки легких у пациентов остается загадкой — то ли это из-за повреждений, вызванных вирусом саморазрушения, или быть съеденными иммунными клетками. “Мы знаем, что клетки умирают, но мы не знаем как”, — говорит Чен, чей подход к созданию органоидов отличается от Такаямы. Вместо того, чтобы создавать их из клетки, она использовали плюрипотентные стволовые клетки, которые могут развиться в любой тип клетки в теле. Органоидов, выращенные таким способом, может включать другие типы клеток, но конечный результат является менее зрелым и поэтому не может представлять для взрослых ткани, говорит Чэнь, который сейчас растет органоидов легких с клетками иммунной системы.

Прилив крови

Из легких, торс-ков-2 может распространиться на другие органы, но исследователи не были уверены, как именно вирус был добраться до Монсеррат и ее коллеги опубликовали исследование в ячейке в May45.

Исследования в органоидов предположить, что попав в кровь, вирус может заразить сразу нескольких органов, включая почки, сказать Penninger и Монсеррат. Хотя вирус заразил органоидов почки, и некоторые клетки погибли, исследователи не уверены, является ли это прямой причиной дисфункции почек наблюдается у некоторых больных.

Еще одно исследование в органоидов печени обнаружили, что вирус может заражать и убивать клетки, которые способствуют выработке желчи, известное как cholangiocytes. Многие исследователи считали, что поражение печени наблюдается у людей с COVID-19 была вызвана сверхактивной иммунной реакции или побочных эффектах снадобья, — говорит Бинг Жао, есть клеточный биолог в Университете Фудань в Шанхае, Китай, который опубликовал свои результаты в протеин и Cell6. Его работа “предполагает, что вирус может напрямую атаковать ткани печени, которое может привести к повреждению печени”, — говорит Чжао.

Вирус может также реплицировать в клетках, которые выстилают тонкой и толстой кишки, известный как энтероциты, по данным научного исследования с использованием интуиции organoids7.

Хотя такие находки освещения, используя органоидов для изучения вирус–хозяин взаимодействий находится в зачаточном состоянии, говорит Haagmans, который разработал кишечнике органоидов. “Это слишком рано говорить, насколько они соответствуют действительности”, — говорит он. Более сложные системы органоид необходимы, чтобы лучше понять, как вирус взаимодействует с иммунной системой организма, чтобы привести к повреждению, отмечают исследователи.

“Мы довольно уверены, что вирус, который вызывает COVID-19 может заразить ткани вне легких и значительный вклад в болезнь”, — говорит Penninger. Но более тяжелые последствия, такие как заболевания почек и поражение сердца, вероятно, обусловлено сочетанием вирусной инфекции и чрезмерного иммунного ответа, говорит он.

Испытаний препарата

Ученые также изучают, может ли органоидов можно использовать для моделирования того, как наркотики реагируют в организме. Надежда на то, что органоидов может быть использован для тестирования потенциальных COVID-19 методов лечения, некоторым из которых уже носились по данным клинических испытаний, без всесторонних испытаний в клеточных и животных моделях.

Выращенные в лаборатории мини-мозги выпускают электрические модели, которые напоминают недоношенных детей

“Из-за чувствительности временем множество клинических испытаний были разработаны на основе предыдущего знания других коронавирусов и запустил без тщательного анализа в модельных системах”, — говорит Чэнь. “В результате, многие из них потерпели неудачу.”

Чэнь проверку около 1200 препаратов, одобренных в США продуктов питания и медикаментов для лечения других заболеваний, и обнаружили, что рака лекарство иматиниб подавил торс-ков-2 в organoids3 легких. Несколько клинических испытаний препарата в качестве лечения COVID-19 уже запущены.

Другие группы также тестирование существующих препаратов против коронавирусной в органоидов, с некоторыми success2,8. “Мы будем знать только в конце этого процесса, что прогностическая ценность этих систем для тестирования эффективности лекарств”, — говорит Haagmans. “Это долгосрочный процесс”.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *