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“i Mini-polmoni„ possono fornire le comprensioni importanti in come COVID-19 danneggia i polmoni

“i Mini-polmoni„ sviluppati dal tessuto donato agli ospedali di Cambridge ha fornito ad un gruppo degli scienziati dalla Corea del Sud e dal Regno Unito le comprensioni importanti in come COVID-19 danneggia i polmoni. Scrivendo in dettaglio la cellula staminale delle cellule del giornale, dei ricercatori i meccanismi che sono alla base dell'infezione SARS-CoV-2 e della risposta immunitaria innata iniziale nei polmoni.

Fin qui, ci sono stati più di 40 milione casi di COVID-19 e quasi 1,13 milione morti universalmente. I tessuti principali di SARS-CoV-2, il virus dell'obiettivo che causa COVID-19, particolarmente in pazienti che sviluppano la polmonite, sembrano essere alveoli - sacchi di aria minuscoli nei polmoni che prendono l'ossigeno che respiriamo e lo scambiano con l'anidride carbonica per esalare.

Per capire meglio come SARS-CoV-2 infetta i polmoni e causa la malattia, un gruppo degli scienziati dal Regno Unito e la Corea del Sud girata nei organoids - “mini-organi„ sviluppati in tre dimensioni per imitare il comportamento del tessuto e degli organi.

Il gruppo ha usato il tessuto donato alle banche dei tessuti alla fiducia reale delle fondamenta di NHS dell'ospedale di Papworth e l'ospedale di Addenbrooke, fondamenta di NHS dell'università di Cambridge si fida di, il Regno Unito ed ospedale di Seoul National University per estrarre un tipo di cella del polmone conosciuto come il tipo alveolare del polmone umano - 2 celle. Riprogrammando queste celle di nuovo alla loro fase precedente “della cellula staminale„, potevano coltivare le strutture del tipo di alveolare ad organizzazione autonoma 3D che imitano il comportamento del tessuto polmonare chiave.

Il Dott. Joo-Hyeon Lee, autore co-senior e una guida all'istituto della cellula staminale di Wellcome-MRC Cambridge, università del gruppo di Cambridge, ha detto: “Ancora conosciamo sorprendente piccolo circa come SARS-CoV-2 infetta i polmoni e causa la malattia. Il nostro approccio ha permesso che noi coltivassimo i modelli 3D del tessuto polmonare chiave - in un certo senso, “mini-polmoni„ - in laboratorio e lo studio che cosa accade quando sono infettate.„

Il gruppo ha infettato i organoids con uno sforzo di SARS-CoV-2 catturato da un paziente in Corea del Sud che è stata diagnosticata con COVID-19 il 26 gennaio 26 2020 dopo il viaggio a Wuhan, Cina. Facendo uso di una combinazione di rappresentazione della fluorescenza e di analisi genetica unicellulare, potevano studiare come le celle hanno risposto al virus.

Quando i modelli 3D sono stati esposti a SARS-CoV-2, il virus ha cominciato a ripiegare rapido, raggiungendo l'infezione cellulare completa appena sei ore dopo l'infezione. La replica permette al virus di spargersi in tutto l'organismo, infettando le altri celle e tessuto.

Intorno allo stesso tempo, le celle hanno cominciato a produrre gli interferoni - proteine che fungono da segnali d'allarme alle celle vicine, dicenti loro di attivare le loro difese antivirali. Dopo 48 ore, gli interferoni hanno avviato la risposta immunitaria innata - la sua prima linea di difesa - e le celle hanno cominciato combattere indietro contro l'infezione.

Sessanta ore dopo l'infezione, un sottoinsieme delle celle alveolari ha cominciato a disintegrarsi, piombo alla morte delle cellule ed al danneggiamento del tessuto polmonare.

Sebbene i ricercatori osservino i cambiamenti alle celle del polmone entro tre giorni dell'infezione, i sintomi clinici di COVID-19 accadono raramente così rapidamente e possono a volte richiedere i più di dieci giorni dopo l'esposizione per comparire. Il gruppo dice che ci sono parecchie ragioni possibili per questa. Può richiedere parecchi giorni dal virus in primo luogo che si infiltra nelle vie respiratorie superiori che raggiunge gli alveoli. Può anche richiedere ad una percentuale sostanziale di celle alveolari di essere infettato o per ulteriori interazioni con le celle immuni con conseguente infiammazione prima che un paziente video i sintomi.

Sulla base del nostro modello possiamo affrontare molte questioni chiavi senza risposta, come la comprensione della predisposizione genetica a SARS-CoV-2, la valutazione dell'infettività relativa dei mutanti virali e rivelare i trattamenti di danno del virus in celle alveolari umane. Per di più, fornisce l'opportunità di sviluppare e schermare gli agenti terapeutici potenziali contro l'infezione SARS-CoV-2.„

Il Dott. Young Seok Ju, autore Co-Senior e professore associato, Corea ha avanzato l'istituto di scienza e tecnologia

“Speriamo di usare la nostra tecnica per coltivare questi modelli 3D dalle celle dei pazienti che sono particolarmente vulnerabili all'infezione, quali gli anziani o la gente con i polmoni malati e per scoprire che cosa accade al loro tessuto,„ il Dott. aggiunto Lee.

Source:
Journal reference:

Youk, J., et al. (2020) Three-dimensional human alveolar stem cell culture models reveal infection response to SARS-CoV-2. Cell Stem Cell. doi.org/10.1016/j.stem.2020.10.004.