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La technologie de pointe fournit une illustration à grain fin de pathologie de poumon dans COVID-19

Une équipe aboutie par des chercheurs au médicament de Weill Cornell et NewYork-Presbytérienne a employé la technologie de pointe et l'analytique pour tracer, à la définition unicellulaire, à l'horizontal cellulaire du tissu de poumon malade dans COVID-19 sévère et à d'autres affections pulmonaires infectieuses.

Dans l'étude, 29 mars en ligne publié en nature, le tissu de poumon autopsié imagé de chercheurs d'une manière dont a simultanément mis en valeur des douzaines de marqueurs moléculaires sur des cellules. Analyser ces caractéristiques utilisant les outils d'analyse nouveaux a indiqué des analyses neuves dans les causes des dégâts dans ces maladies de poumon et d'un moyen riche de caractéristiques pour davantage de recherche.

« COVID-19 est une maladie complexe, et nous toujours ne comprenons pas exact ce qu'il fait à beaucoup d'organes, mais avec cette étude nous pouvions développer une compréhension beaucoup plus claire de ses effets sur les poumons, » a dit M. Olivier Elemento, professeur de la physiologie et de la biophysique, directeur de l'institut d'Anglais de Caryl et de l'Israël pour le médicament de précision, directeur associé de l'institut de prince Alwaleed Bin Talal Bin Abdulaziz Alsaud de HRH pour la biomédecine de calcul au médicament de Weill Cornell et codirecteur d'auteur de Co-sénior de l'initiative de WorldQuant pour la prévision quantitative, qui a financé la technologie pour l'analyse unicellulaire du tissu. « Je pense que l'approche technique que nous avons employée ici va devenir normale pour étudier de telles maladies. »

Analyse traditionnelle de tissu, souvent utilisant les souillures chimiques ou anticorps étiquetés qui marquent différentes molécules sur des cellules et peuvent indiquer les caractéristiques importantes des tissus autopsiés. Cependant, cette approche est limitée dans le nombre de caractéristiques qu'il peut marquer simultanément. Elle également habituellement ne permet pas des analyses détaillées de différentes cellules en tissus tout en maintenant des informations sur où les cellules étaient dans le tissu.

La technologie principale les chercheurs employés dans l'étude, une cytométrie appelée de la masse de représentation de technologie, surmonte en grande partie ces limitations. Elle emploie une collection d'anticorps métal-étiquetés qui peuvent simultanément marquer jusqu'à plusieurs douzaine marqueurs moléculaires sur des cellules dans des tissus. Un laser d'offre spéciale analyse les parties marquées de tissu, vaporisant les balises en métal, et les signatures distinctes des en métal sont trouvées et marquées avec la position de laser. La technique trace essentiellement avec précision où les cellules sont dans l'échantillon ainsi que les récepteurs extérieurs et d'autres bornes de recensement importantes de chaque cellules. Totalement plus de 650.000 cellules se sont analysés.

Les chercheurs se sont appliqués la méthode à 19 prélèvements de tissu de poumon autopsiés à partir des patients qui étaient morts de COVID-19 sévère, de pneumonie bactérienne aiguë, ou de syndrome de détresse respiratoire aigu bactérien ou lié à la grippe, plus quatre prélèvements de tissu de poumon autopsiés à partir des gens qui n'avaient eu aucune affection pulmonaire.

Les découvertes dans les échantillons provenant des cas COVID-19 étaient grand compatibles avec ce qui est connu au sujet de la maladie, mais ont expliqué cette connaissance dans un petit groupe beaucoup plus bon. Elles ont prouvé par exemple que les cellules les cellules épithéliales alvéolaires appelées, qui négocient le fonctionnement du gaz-échange des poumons, sont les objectifs principaux de l'infection par SARS-CoV-2, le coronavirus qui entraîne COVID-19.

L'analyse a proposé que ces cellules infectées ne soient pas seulement choisies pour la crise par les cellules immunitaires de poumon-infiltration, qui peuvent aider à expliquer pourquoi l'inflammation souvent maintient empirer dans COVID-19 sévère et finit endommager un tel considérable et relativement aveugle.

Une surprise était que l'âge et le sexe, deux facteurs importants dans le risque de mortalité pour COVID-19, n'ont effectué aucune différence apparente au niveau histologique, une fois que COVID-19 avait progressé à l'étape sévère.

Les résultats ont également prouvé que les macrophages appelés de globules blancs sont beaucoup plus abondants dans les poumons des patients COVID-19 sévères comparés à d'autres affections pulmonaires, alors que les neutrophiles appelées de globules blancs sont les plus répandues dans la pneumonie bactérienne--une distinction qui peut être appropriée au développement de futures demandes de règlement pour ces maladies infectieuses.

De façon générale, l'étude fournit une illustration à grain fin du procédé de la maladie dans COVID-19 et comment elle diffère d'autres affections pulmonaires infectieuses. Elle a incité les questions neuves de recherches qui maintenant sont vérifiées, les chercheurs a dit, et comprend une quantité d'observations qui n'auraient pas été possibles avec des techniques normales de pathologie.

« L'application de la technologie aiment ce que nous avons expliqué ici va fournir une poussée énorme à l'installation des études basées sur autopsie de la maladie, » a indiqué M. Alain Borczuk, professeur d'auteur de Co-sénior de pathologie et de médicament de laboratoire au médicament de Weill Cornell et à un pathologiste au centre médical de NewYork-Presbyterian/Weill Cornell.

Les chercheurs ont mis l'accent sur que la technique non seulement s'appliquera à un ensemble grand d'autres maladies pour lesquelles le tissu peut être obtenu, mais également devrait donner des médecins et des scientifiques pour la première fois une méthode pratique pour tracer des différences importantes dans des catégories de la maladie.

Traditionnellement pour le poumon, le foie, et d'autres maladies d'organe nous prenons ces diagnostics grands qui couvrent en fait les maladies distinctes multiples--maintenant nous avons un outil que cela nous permettra par habitude de discerner parmi ces différentes maladies, et nous servons si tout va bien de ces distinctions en soignant des patients plus effectivement. Je pense que ceci a le potentiel de révolutionner le médicament. »

M. Robert Schwartz, auteur de Co-Sénior, professeur agrégé de médicament, Division de gastroentérologie et hépatologie au médicament de Weill Cornell, et au pathologiste au centre médical neuf de York-Presbyterian/Weill Cornell

Source:
Journal reference:

Rendeiro, A.F., et al. (2021) The spatial landscape of lung pathology during COVID-19 progression. Nature. doi.org/10.1038/s41586-021-03475-6.