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Les modèles organoid de poumon cellulaire adulte de cheminée émulent la réaction immunitaire d'hôte dans COVID-19 fatal

Coronavirus 2 (SARS-CoV-2), l'agent causal de syndrôme respiratoire aigu sévère de la maladie 2019 (COVID-19), les dégâts de grande puissance de coronavirus de causes aux poumons déclenchés par une réaction immunitaire massive. Elle entraîne l'inflammation et les blessures dans les poumons et provoque les dégâts alvéolaires diffus ayant pour résultat l'apoptose des pneumocytes alvéolaires et de l'oedème pulmonaire. Les origines de cette réaction immunitaire trop zélée sont encore inconnues.

Bien que quelques modèles animaux précliniques développés plus tôt par des scientifiques aient émulé quelques aspects de l'infection tels que l'admission et la boîte de vitesses de la maladie, la plupart de ces modèles n'ont pas développé des symptômes cliniques sévères. Le multicellularity du poumon humain a toujours été un défi pour que les scientifiques recréent in vitro, particulièrement dans le contexte actuel de la pandémie COVID-19.

Récent, une équipe de recherche de l'Université de Californie San Diego et le The Scripps Research Institute, CA, Etats-Unis, ont prouvé que la modélisation cellulaire intégrée d'une maladie de cheminée et l'approche de calcul est essentielle pour simuler la réaction immunitaire d'hôte dans les patients COVID-19 fatals. Leur travail est publié sur le serveur de prétirage, bioRxiv* en octobre 2020.

La modélisation cellulaire intégrée d
La modélisation cellulaire intégrée d'une maladie de cheminée et l'approche de calcul expliquent comment les deux l'épithélium des voies aériennes proximal est critique pour le pouvoir infectant SARS-CoV-2, mais la différenciation distale des pneumocytes alvéolaires est critique pour simuler la réaction trop zélée d'hôte dans COVID-19 fatal.

Le modèle organoid de poumon adulte neuf a la voie aérienne proximale et les types alvéolaires distaux de cellules

Dans cette étude, le présent de chercheurs une approche transdisciplinary pour évaluer systématiquement un modèle organoid de poumon adulte qui est complet avec la voie aérienne proximale et les types alvéolaires distaux de cellules et également peut être personnalisé. Les chercheurs visent à fournir à un modèle organoid de poumon humain cellulaire adulte évolutif et abordable de cheminée un mélange des cellules épithéliales.

L'équipe croix-a validé tous les types de cellules de poumon contre les échantillons respiratoires prélevés des patients COVID-19. Les résultats ont prouvé que l'interférence cellulaire entre les composantes proximales et distales est critique pour montrer comment les causes SARS-CoV-2 diffusent les dégâts alvéolaires de pneumocyte. Bien que la voie aérienne proximale déclenche un viral infection supporté, c'est les pneumocytes alvéolaires distaux qui entraînent la réaction immunitaire massive d'hôte vue dans la maladie mortelle.

Les cellules organoid de poumon adulte ont récapitulé les signatures transcriptomic mieux que d'autres cellules

Dans l'étude, des couches unitaires ont été dérivées des cellules primaires de voie aérienne, organoids adultes de poumon, ou hiPSC-ont dérivé les pneumocytes alvéolaires de type-II. Elles étaient infectées avec SARS-CoV-2 pour produire les modèles in vitro de poumon de COVID-19. Les couches unitaires organoid de poumon adulte infecté ont récapitulé les signatures transcriptomic mieux que les autres dans les échantillons respiratoires dérivés de diverses cohortes des patients COVID-19. Les cellules (proximales) de voie aérienne ont joué une fonction clé dans le viral infection supporté, alors que différenciation alvéolaire distale
(AT2 → AT1) était critique pour intensifier la réaction immunitaire de l'hôte dans COVID-19 fatal.

« Nous avons fourni la preuve que les organoids qui ont été produits utilisant notre méthodologie maintiennent la technique des cellules proximale et distale dans toutes les canalisations multiples et même dans la même chose organoid. »

Le modèle humain neuf de poumon peut aider dans l'étude de la pathogénie COVID-19

Les découvertes de l'étude valident un modèle humain de poumon de COVID-19 qui peut être utilisé pour étudier. La pathogénie COVID-19 et développent des traitements neufs et des vaccins pour combattre la pandémie. Selon l'équipe, la découverte la plus significative de leur étude est les organoids adultes de poumon produits avec la voie aérienne proximale et les épithéliums alvéolaires distaux. Ces organoids peuvent être facilement propagés dans les cultures 3D et peuvent également être employés comme couches unitaires de mélangé-cellule pour la modélisation virale et les réactions immunitaires d'hôte dans les pandémies virales qui entraînent la détresse respiratoire. D'ailleurs, une comparaison de ce modèle avec exister
Les modèles de poumon de SARS-CoV-2-infected ont prouvé que ce meilleur modèle émule la lésion pulmonaire, le pouvoir infectant viral, et l'inflammation dans les patients COVID-19.

Les trois chocs importants de ceci étude selon l'équipe sont : (1) la modélisation couronnée de succès de première année des organoids humains de poumon complètent les signatures proximales et distales ; (2) le modèle neuf de poumon a quatre propriétés principales - la reproductibilité et l'évolutivité, la rentabilité, la personnalisation, et la modularité - dont d'autres modèles existants de poumon manquent ; et (3) la valeur améliorée de grâce organoid de modèles de poumon adulte à la disponibilité des lectures et des biomarqueurs d'accouplement qui peuvent contrôler l'efficacité de demande de règlement rapidement a basé sur des objectifs thérapeutiques pré-établis.

« La découverte la plus importante que nous enregistrons voici la création des organoids adultes de poumon qui sont complets avec la voie aérienne proximale et les épithéliums alvéolaires distaux ; ces organoids peuvent non seulement être stablement propagés et augmentés dans les cultures 3D mais être également employés comme couches unitaires de cellularité mixte pour modéliser virale et de réactions immunitaires d'hôte pendant des pandémies virales respiratoires. »

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:
  • Adult Stem Cell-derived Complete Lung Organoid Models Emulate Lung Disease in COVID-19 Courtney Tindle, MacKenzie Fuller, Ayden Fonseca, Sahar Taheri, Stella-Rita Ibeawuchi, Nathan Beutler, Amanraj Claire, Vanessa Castillo, Moises Hernandez, Hana Russo, Jason Duran, Laura E. Crotty Alexander, Ann Tipps, Grace Lin, Patricia A. Thistlethwaite, Ranajoy Chattopadhyay, Thomas F. Rogers, Debashis Sahoo, Pradipta Ghosh, Soumita Das bioRxiv 2020.10.17.344002; doi: https://doi.org/10.1101/2020.10.17.344002,  https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.10.17.344002v2
Susha Cheriyedath

Written by

Susha Cheriyedath

Susha has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Chemistry and Master of Science (M.Sc) degree in Biochemistry from the University of Calicut, India. She always had a keen interest in medical and health science. As part of her masters degree, she specialized in Biochemistry, with an emphasis on Microbiology, Physiology, Biotechnology, and Nutrition. In her spare time, she loves to cook up a storm in the kitchen with her super-messy baking experiments.

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