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os “Mini-pulmões” podem fornecer introspecções importantes em como COVID-19 danifica os pulmões

os “Mini-pulmões” crescidos do tecido doado aos hospitais de Cambridge forneceram uma equipe dos cientistas de Coreia do Sul e do Reino Unido as introspecções importantes em como COVID-19 danifica os pulmões. Escrevendo na célula estaminal da pilha do jornal, no detalhe dos pesquisadores os mecanismos que são a base da infecção SARS-CoV-2 e da resposta imune inata adiantada nos pulmões.

Até agora, houve mais de 40 milhão casos de COVID-19 e quase 1,13 milhão mortes no mundo inteiro. Os tecidos principais de SARS-CoV-2, o vírus do alvo que causa COVID-19, especialmente nos pacientes que desenvolvem a pneumonia, parecem ser os alvéolos - sacos de ar minúsculos nos pulmões que pegam o oxigênio que nós respiramos e o trocam com o dióxido de carbono para expirar.

Para compreender melhor como SARS-CoV-2 contamina os pulmões e causa a doença, uma equipe dos cientistas do Reino Unido e Coreia do Sul girada para organoids - os “mini-órgãos” crescidos em três dimensões para imitar o comportamento do tecido e dos órgãos.

A equipe usou o tecido doado aos bancos de tecido na confiança real da fundação do hospital NHS de Papworth e o hospital de Addenbrooke, fundações da Universidade de Cambridge NHS confia, Reino Unido, e hospital da universidade de nacional de Seoul para extrair um tipo de pilha do pulmão conhecido como o tipo alveolar do pulmão humano - 2 pilhas. Reprogramming estas pilhas de volta a sua fase mais adiantada da “célula estaminal”, podiam crescer selforganizing alveolar-como as estruturas 3D que imitam o comportamento do tecido de pulmão chave.

O Dr. Joo-Hyeon Lee, autor co-superior, e um líder no instituto da célula estaminal de Wellcome-MRC Cambridge, universidade do grupo de Cambridge, disse: “Nós ainda conhecemos surpreendentemente pouco sobre como SARS-CoV-2 contamina os pulmões e causa a doença. Nossa aproximação permitiu que nós cresçam os modelos 3D do tecido de pulmão chave - de um certo modo, os “mini-pulmões” - no laboratório e no estudo o que acontece quando se torna contaminado.”

A equipe contaminou os organoids com uma tensão de SARS-CoV-2 tomado de um paciente em Coreia do Sul que foi diagnosticada com COVID-19 o 26 de janeiro de 26 2020 após a viagem a Wuhan, China. Usando uma combinação de imagem lactente da fluorescência e de análise genética da única pilha, podiam estudar como as pilhas responderam ao vírus.

Quando os modelos 3D foram expor a SARS-CoV-2, o vírus começou a replicate ràpida, alcançando a infecção celular completa apenas seis horas após a infecção. A réplica permite o vírus de espalhar durante todo o corpo, contaminando as outras pilhas e tecido.

Em torno do mesmo tempo, as pilhas começaram a produzir interferonas - as proteínas que actuam como sinais de advertência às pilhas vizinhas, dizendo lhes para activar suas defesas antivirosas. Após 48 horas, as interferonas provocaram a resposta imune inata - sua primeira linha de defesa - e as pilhas começaram lutar para trás contra a infecção.

Sessenta horas após a infecção, um subconjunto de pilhas alveolares começou a desintegrar-se, conduzindo à morte celular e ao dano ao tecido de pulmão.

Embora os pesquisadores observem mudanças às pilhas do pulmão no prazo de três dias da infecção, os sintomas clínicos de COVID-19 ocorrem raramente tão rapidamente e podem às vezes tomar mais de dez dias após a exposição para aparecer. A equipe diz que há diversas razões possíveis para esta. Pode tomar-lhe diversos dias do vírus que infiltra primeiramente as vias respiratórias superiores que alcança os alvéolos. Pode igualmente exigir uma proporção substancial de pilhas alveolares ser contaminado ou para umas interacções mais adicionais com pilhas imunes tendo por resultado a inflamação antes que um paciente indique sintomas.

Baseado em nosso modelo nós podemos abordar muitas perguntas chaves não respondidas, tais como a compreensão da susceptibilidade genética a SARS-CoV-2, a avaliação da infectividade relativa de mutantes virais, e a revelação dos processos de dano do vírus em pilhas alveolares humanas. Mais importante ainda, fornece a oportunidade de desenvolver e seleccionar agentes terapêuticos potenciais contra a infecção SARS-CoV-2.”

O Dr. Novo Seok Ju, autor Co-Superior e professor adjunto, Coreia avançou o instituto da ciência e da tecnologia

“Nós esperamos usar nossa técnica para crescer estes modelos 3D das pilhas dos pacientes que são particularmente vulneráveis à infecção, tal como as pessoas idosas ou os povos com pulmões doentes, e para encontrar o que acontece a seu tecido,” o Dr. adicionado 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.