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SARS-CoV-2 peut reproduire dans les organoids gastriques pédiatriques humains

Un divers organisme de recherche du Royaume-Uni, d'Italie, de Chine, et d'Australie a déterminé une première culture organoid gastrique humaine expansible en travers des stades de développement foetaux, supportant l'hypothèse que le tissu foetal semble être beaucoup moins susceptible de l'infection du coronavirus 2 de syndrôme respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) - particulièrement dans les premiers stades de développement. Les découvertes sont décrites dans le papier actuellement disponible sur le serveur de prétirage de bioRxiv*.

Micrographe électronique nouveau de boîte de vitesses du coronavirus SARS-CoV-2 des particules du virus SARS-CoV-2, d
Micrographe électronique nouveau de boîte de vitesses du coronavirus SARS-CoV-2 des particules du virus SARS-CoV-2, d'isolement dans un patient. Image saisie et couleur-améliorée à l'installation intégrée par NIAID de recherches (IRF) dans le fort Detrick, le Maryland. Crédit : NIAID

Les modèles de laboratoire que peut reproduire des systèmes de composé in vivo deviennent plutôt importants en sciences de la vie et jouer un rôle pivot quand des agents pathogènes apparaissants avec la santé publique potentiellement dévastatrice et le choc économique, juste comme SARS-CoV-2, sont vérifiés.

Quand la pandémie de la maladie de coronavirus (COVID-19) est concernée, il n'est toujours pas complet clair comment la réplication virale gastro-intestinale pourrait par la suite affecter le résultat clinique de l'infection, la dynamique de boîte de vitesses dans la population, ou le développement de la réaction immunitaire protectrice.

Et tandis qu'on l'a expliqué que SARS-CoV-2 est habituellement trouvé dans les groupes rectaux des enfants et des adultes affectés, il reste à voir si le virus peut induire une infection primaire à travers le tractus gastro-intestinal entier, ou si on le lie juste en partie à un transport passif de l'expectoration contaminée qui provient des voies respiratoires supérieures.

Avant tout, la propension de SARS-CoV-2 de persister dans le tractus gastro-intestinal après que le plein jeu respiratoire n'ait pas été encore élucidé en termes de pouvoir infectant viral, probablement entravant la santé publique et les décisions politiques essentielles pour le contrôle de la maladie.

Ces préoccupations sont particulièrement appropriées chez les enfants qui souffrent habituellement une maladie respiratoire beaucoup moins sévère si comparés aux adultes, indépendamment des symptômes gastro-intestinaux plus importants qui peuvent imiter l'appendicite ou un syndrome hyperinflammatory de choc.

Un organisme de recherche a abouti par M. Giovanni Giuseeppe Giobbe à partir du centre d'enseignement supérieur Londres et M. Francesco Bonfante, le delle Venezie d'Istituto Zooprofilattico Sperimentale en Italie, visant pour se démêler la susceptibilité de l'estomac à l'infection SARS-CoV-2 en développant un modèle expansible tranchant de laboratoire qui reproduit exactement le micro-environnement gastrique.

Amorçant et infectant les organoids gastrique-dérivés

Afin de dériver un modèle gastrique in vitro complet nouveau d'origine foetale, les chercheurs ont au commencement caractérisé les tissus foetaux humains et par la suite comparé ils aux muqueuses gastriques obtenues à partir des patients pédiatriques subissant la chirurgie.

Alors ils ont défini trois groupes spécifiques du tissu épithélial gastrique basé sur la maturité de presse-étoupe : les premiers estomacs foetaux entre les semaines de goujon-conception 8-15, les estomacs foetaux tardifs entre les semaines de goujon-conception 17-21, et véritable les estomacs pédiatriques.

Après la caractérisation gastrique complète de tissu, cet organisme de recherche a extrait les cryptes adénoïdes des estomacs foetaux et pédiatriques à l'aide de la tension mécanique et des tampons de chélation. Les approches de transcriptomics ont été utilisées pour caractériser les tissus épithéliaux gastriques et gastrique-ont dérivé des organoids à trois stades de développement.

Afin de valider les organoids mentionnés ci-dessus en tant que modèles fonctionnels de laboratoire de l'infection SARS-CoV-2 et de la réplication, les cultures ont été optimisées pour le viral infection dans un système en trois dimensions. Une polarité renversée dans les organoids gastriques était induite pour évaluer l'infection SARS-CoV-2 avec la perturbation minimale et dans des conditions équilibrées.

D'ailleurs, l'ARN ordonnançant (c.-à-d., une technique qui utilise l'ordonnancement de la deuxième génération pour s'assurer la présence et la quantité d'ARN dans un certain échantillon biologique) sur les organoids non infectés et infectés a été poursuivi à chaque stade de développement, ainsi qu'à une analyse d'enrichissement dans la base de données de voie de Reactome d'open-source.

Réplication de SARS-CoV-2 rare dans les foetus, mais efficace chez les enfants

« Collectivement, nous avons déterminé la première culture organoid gastrique humaine expansible en travers des stades de développement foetaux, et nous supportons l'hypothèse que le tissu foetal semble être moins susceptible de l'infection SARS-CoV-2, particulièrement par premiers stades de développement », des auteurs d'étude récapitulent leurs découvertes.

D'autre part, elles ont également prouvé que SARS-CoV-2 peut efficacement infecter l'épithélium gastrique dans les patients pédiatriques, qui implique que l'estomac pourrait être un lecteur actif dans la boîte de vitesses fécal-orale de cet agent viral putatif. En fait, la réplication de SARS-CoV-2 augmente en travers des stades de développement des organoids gastriques.

La susceptibilité des organoids gastriques pédiatriques est démontrée par l'expression de la nucléoprotéine virale en cellules subissant la mort cellulaire programmée, qui est beaucoup moins le cas dans les organoids foetaux - proposant, consécutivement, le rendement inférieur de l'infection.

En outre, l'analyse transcriptomic a indiqué une réaction antivirale innée modérée, mais également le manque différentiel de gènes exprimés qui appartiennent à la famille d'interféron. L'expression des bornes gastriques (telles que la gastrine, la somatostatine, pepsinogen, et la chromogranine A) davantage a été prononcée dans les organoids pédiatriques si comparée à les foetaux.

Infection SARS-CoV-2 des organoids gastriques foetaux et pédiatriques humains
Infection SARS-CoV-2 des organoids gastriques foetaux et pédiatriques humains. a) images de Lumineux-inducteur des organoids de renverser-polarité infectés avec SARS-CoV-2 patient-dérivé pédiatrique pendant 2 heures, et acquis à la goujon-infection de 48, 72 et 96 h. b) Cellules infectées dans les organoids renversés fixes à la goujon-infection de 96 h. La Commission d'immunofluorescence montrant l'anticorps de SARS-CoV-2 Nucleocapsid (NP CoV) en rouge, cellules infectées de repérage (flèches jaunes), a fendu la caspase 3 (CCAS3) à la zone blanche, aux cellules de repérage d'apoptotique, à la F-actine (FAIT) en vert et aux noyaux dans le bleu (Hoechst). L'image est préposé du service au moins de 5 images organoid assimilées. Μm de la barre 50 d'écaille. c) Petits groupes infectés de cellules dans les organoids renversés fixes à la goujon-infection de 96 h. La Commission d'immunofluorescence montrant l'ARN viral J2 (ARN à double brin) de double-boucle en rouge, l'anticorps de SARS-CoV-2 Nucleocapsid (NP CoV) en rouge, a fendu la caspase 3 (CCAS3) à la zone blanche, à la F-actine (FAIT) en vert et aux noyaux dans le bleu (Hoechst). L'écaille barre le µm 10. d) Graphique de la réplication SARS-CoV-2 dans les organoids foetaux et pédiatriques d'inverse-polarité. La puissance sous tension de virus d'organoids d'inverse-polarité a été titrée par FFA sur des cellules de Vero E6 des supernatants de culture rassemblés à 0, 24, 48, 72, et 96 heures après infection avec SARS-CoV-2. Le trait pointillé indique la limite du dépistage inférieure. Les points rouges indiquent de seuls points d'informations. Moyen écart-type de ± (N=3).

Une plate-forme évolutive de laboratoire pour la recherche de médicament

« Notre système organoid gastrique offre un seul outil pour caractériser la réplication des virus et certaines des conséquences pathologiques associées de l'infection, » étudient des auteurs expliquent la signification de leur effort de recherches donné en papier de bioRxiv.

De plus, en raison d'une compréhension plus profonde des mécanismes pathogènes soulignant la colonisation virale du système gastro-intestinal, ce modèle novateur a pu représenter une plate-forme évolutive de laboratoire pour les candidats se développants et de contrôles d'antiviral contre SARS-CoV-2 pour supprimer le rejet viral et pour arrêter la propagation de la maladie.

« L'importance médicale de nos découvertes associe au phénomène inquiétant du rejet prolongé de SARS-CoV-2 du tractus gastro-intestinal et nécessite davantage de recherche pour évaluer le risque de boîte de vitesses verticale dans les femmes infectées », concluent des auteurs d'étude.

En tous cas, avec précision la définition des sites anatomiques d'objectif et de la tranche d'âge susceptible sera de l'importance extrême si nous devons mettre en application des approches diagnostiques plus sensibles et plus viables d'examen critique pour trouver les patients asymptomatiques contagieux.

Avis *Important

le bioRxiv publie les états scientifiques préliminaires qui pair-ne sont pas observés et ne devraient pas, en conséquence, être considérés comme concluants, guident la pratique clinique/comportement relatif à la santé, ou traité en tant qu'information déterminée.

Journal reference:
Dr. Tomislav Meštrović

Written by

Dr. Tomislav Meštrović

Dr. Tomislav Meštrović is a medical doctor (MD) with a Ph.D. in biomedical and health sciences, specialist in the field of clinical microbiology, and an Assistant Professor at Croatia's youngest university - University North. In addition to his interest in clinical, research and lecturing activities, his immense passion for medical writing and scientific communication goes back to his student days. He enjoys contributing back to the community. In his spare time, Tomislav is a movie buff and an avid traveler.

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