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SARS-CoV-2 può ripiegare nei organoids gastrici pediatrici umani

Un diverso gruppo di ricerca dal Regno Unito, dall'Italia, dalla Cina e dall'Australia ha stabilito una prima cultura organoid gastrica umana estensibile attraverso le fasi inerenti allo sviluppo fetali, supportanti l'ipotesi che il tessuto fetale sembrasse essere molto meno suscettibile dell'infezione di coronavirus 2 di sindrome respiratorio acuto severo (SARS-CoV-2) - particolarmente nelle fasi iniziali di sviluppo. I risultati sono descritti nell'articolo attualmente disponibile sul " server " della pubblicazione preliminare del bioRxiv*.

Micrografo elettronico novello della trasmissione di Coronavirus SARS-CoV-2 delle particelle del virus SARS-CoV-2, isolato da un paziente. L
Micrografo elettronico novello della trasmissione di Coronavirus SARS-CoV-2 delle particelle del virus SARS-CoV-2, isolato da un paziente. Immagine catturata e colore-migliorata alla funzione di ricerca integrata NIAID (IRF) in Detrick forte, Maryland. Credito: NIAID

I modelli del laboratorio che può riprodurre i sistemi del complesso in vivo stanno diventando piuttosto importanti nelle scienze biologiche e svolgere un ruolo fondamentale quando gli agenti patogeni emergenti con la salute pubblica potenzialmente devastante e l'impatto economico, appena come SARS-CoV-2, sono studiati.

Quando la pandemia di malattia di coronavirus (COVID-19) è interessata, non è ancora completamente chiaro come la replicazione virale gastrointestinale potrebbe successivamente pregiudicare il risultato clinico dell'infezione, la dinamica della trasmissione nella popolazione, o lo sviluppo della risposta immunitaria protettiva.

E mentre è stato dimostrato che SARS-CoV-2 abituale è trovato in campioni rettali dei bambini e degli adulti commoventi, resta vedere se il virus può indurre un'infezione primaria in tutto l'intero tratto gastrointestinale, o se è collegato appena parzialmente con un trasporto passivo di espettorato contaminato che proviene dalle vie respiratorie superiori.

Per di più, la tendenza di SARS-CoV-2 a persistere nel tratto gastrointestinale dopo che lo spazio respiratorio completo ancora non è stato delucidato in termini di infettività virale, possibilmente ostacolando le misure essenziali di politica e di salute pubblica per il controllo della malattia.

Queste preoccupazioni sono particolarmente pertinenti in bambini che soffrono solitamente una malattia respiratoria molto meno severa una volta confrontati agli adulti, indipendentemente dai sintomi gastrointestinali più prominenti che possono imitare l'appendicite o una sindrome hyperinflammatory di scossa.

Un gruppo di ricerca piombo dal Dott. Giovanni Giuseeppe Giobbe dall'University College di Londra e dal Dott. Francesco Bonfante, il delle Venezie di Istituto Zooprofilattico Sperimentale in Italia, mirante per disfare la predisposizione dello stomaco all'infezione SARS-CoV-2 sviluppando un modello estensibile di avanguardia del laboratorio che riproduce esattamente il microenvironment gastrico.

Innescando ed infettando i organoids gastrico-derivati

Per derivare un modello gastrico in vitro completamente novello dell'origine fetale, i ricercatori inizialmente hanno caratterizzato i tessuti fetali umani e successivamente li hanno confrontati alle mucose gastriche ottenute dai pazienti pediatrici che subiscono la chirurgia.

Poi hanno definito tre gruppi specifici di tessuto epiteliale gastrico basato su scadenza della ghiandola: gli stomaci fetali in anticipo fra le settimane di post-concezione 8-15, gli stomaci fetali recenti fra le settimane di post-concezione 17-21 e vero gli stomaci pediatrici.

Dopo la caratterizzazione gastrica accurata del tessuto, questo gruppo di ricerca ha estratto le cripte ghiandolari dagli stomaci fetali e pediatrici usando lo sforzo meccanico e la chelatazione dei buffer. Gli approcci di transcriptomics sono stati impiegati per caratterizzare i tessuti epiteliali gastrici e gastrico-hanno derivato i organoids in tre fasi inerenti allo sviluppo.

Per convalidare i organoids suddetti come modelli funzionali del laboratorio dell'infezione SARS-CoV-2 e della replica, le culture sono state ottimizzate per l'infezione virale in un sistema tridimensionale. Una polarità invertita nei organoids gastrici è stata indotta a valutare l'infezione SARS-CoV-2 con la perturbazione minima e nelle condizioni di regime.

Inoltre, il RNA che ordina (cioè, una tecnica che impiega l'ordinamento di prossima generazione per accertare della presenza e della quantità di RNA in un determinato campione biologico) sia sui organoids non infetti che infettati è stato perseguito in ogni fase inerente allo sviluppo come pure in un'analisi di arricchimento all'interno del database di via di open source Reactome.

Replica di SARS-CoV-2 insufficiente in feti, ma efficiente in bambini

“Collettivamente, abbiamo stabilito la prima cultura organoid gastrica umana estensibile attraverso le fasi inerenti allo sviluppo fetali e supportiamo l'ipotesi che il tessuto fetale sembra essere meno suscettibile dell'infezione SARS-CoV-2, particolarmente nelle fasi iniziali di sviluppo„, autori di studio riassume i loro risultati.

D'altra parte, egualmente hanno indicato che SARS-CoV-2 può infettare efficientemente l'epitelio gastrico in pazienti pediatrici, che implica che lo stomaco potrebbe essere un giocatore attivo nella trasmissione fecale-orale di questo agente virale presunto. Realmente, la replica di SARS-CoV-2 sta aumentando attraverso le fasi inerenti allo sviluppo dei organoids gastrici.

La predisposizione dei organoids gastrici pediatrici è provata dall'espressione della nucleoproteina virale in celle che subiscono la morte programmata delle cellule, che è molto meno il caso nei organoids fetali - suggerendo, a sua volta, il più basso rendimento dell'infezione.

Ancora, l'analisi transcriptomic ha rivelato una risposta antivirale innata moderata, ma anche la mancanza di geni differenziale espressi che appartengono alla famiglia dell'interferone. L'espressione degli indicatori gastrici (come il gastrin, l'somatostatina, pepsinogen e chromogranin A) era più pronunciata nei organoids pediatrici una volta confrontata a quei fetali.

Infezione SARS-CoV-2 dei organoids gastrici fetali e pediatrici umani
Infezione SARS-CoV-2 dei organoids gastrici fetali e pediatrici umani. immagini del Luminoso-campo di a) dei organoids di invertire-polarità infettati con SARS-CoV-2 paziente-derivato pediatrico per 2 ore ed acquistati ad un'post-infezione di 48, 72 e 96 h. b) Celle infettate nei organoids invertiti fissati ad un'post-infezione di 96 h. Il comitato dell'immunofluorescenza che mostra l'anticorpo di SARS-CoV-2 Nucleocapsid (NP CoV) nel rosso, le celle infettate di tracciatura (frecce gialle), ha fenduto il caspase 3 (CCAS3) nel bianco, nelle celle apoptotic di tracciatura, in F-actina (FATTO) nel verde e nei nuclei in blu (Hoechst). L'immagine è rappresentante almeno di 5 simili immagini organoid. Μm della barra 50 del disgaggio. c) Dettagli infettati delle cellule nei organoids invertiti fissati ad un'post-infezione di 96 h. Il comitato dell'immunofluorescenza che mostra il RNA virale J2 (dsRNA) del doppio filo nel rosso, l'anticorpo di SARS-CoV-2 Nucleocapsid (NP CoV) in rosso, ha fenduto il caspase 3 (CCAS3) nel bianco, in F-actina (FATTO) nel verde e nei nuclei in blu (Hoechst). Il disgaggio esclude il µm 10. d) Grafico della replica SARS-CoV-2 nei organoids fetali e pediatrici di inverso-polarità. Il rendimento in tensione del virus dei organoids di inverso-polarità è stato titolato da FFA sulle celle di Vero E6 dei supernatants della cultura raccolti a 0, 24, 48, 72 e 96 ore dopo l'infezione con SARS-CoV-2. La linea punteggiata indica il limite di rilevazione più basso. I punti rossi indicano i singoli punti di informazioni. Deviazione standard media del ± (N=3).

Una piattaforma evolutiva del laboratorio per ricerca della droga

“Il nostro sistema organoid gastrico offre uno strumento unico per caratterizzare la replica dei virus ed alcune delle conseguenze patologiche associate dell'infezione,„ studiano gli autori spiegano il significato del loro sforzo della ricerca descritto nel documento del bioRxiv.

Inoltre, dovuto una comprensione più profonda dei meccanismi patogeni che sottolineano la colonizzazione virale del sistema gastrointestinale, questo modello innovatore ha potuto rappresentare una piattaforma evolutiva del laboratorio per mettere a punto e sperimentare i candidati antivirali della droga contro SARS-CoV-2 per sopprimere lo spargimento virale e per fermare la diffusione della malattia.

“L'importanza clinica dei nostri risultati si riferisce al fenomeno inquietante di spargimento prolungato di SARS-CoV-2 dal tratto gastrointestinale e richiede ulteriore ricerca per valutare il rischio di trasmissione verticale in donne infettate„, conclude gli autori di studio.

Comunque, precisamente definire i siti anatomici dell'obiettivo e l'intervallo di età suscettibile sarà di massima importanza se dobbiamo applicare gli approcci diagnostici più sensibili e più sostenibili della selezione per trovare i pazienti asintomatici contagiosi.

Avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

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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