Οι επιστήμονες αναπτύσσουν «μίνι-πνεύμονες» σε ένα εργαστήριο, τους μολύνουν με τον κορωνοϊό και παρακολουθούν τη μάχη σε πραγματικό χρόνο - Αύγουστος 2022

Και στις δύο μελέτες, οι επιστήμονες παρατήρησαν πώς ο ιός καταστρέφει τις κυψελίδες στους πνεύμονες. Οι κυψελίδες είναι αερόσακοι που μοιάζουν με μπαλόνια που απορροφούν το οξυγόνο που αναπνέουμε και απελευθερώνουν το διοξείδιο του άνθρακα που εκπνέουμε.

Οι ιατροί ελέγχουν μια φωτογραφία ακτίνων Χ ενός πνεύμονα ασθενούς που υποφέρει από Covid-19 στο Nouvel Hopital Civil του Στρασβούργου, στην ανατολική Γαλλία, Πέμπτη, 22 Οκτωβρίου 2020. (AP Φωτογραφία: Jean-Francois Badias, Αρχείο)

Ο νέος κοροναϊός είναι γνωστό ότι επιτίθεται κυρίως στους πνεύμονες, αλλά το πώς εκτυλίσσεται η επίθεση εξακολουθεί να αποτελεί αντικείμενο έρευνας. Τώρα, δύο μελέτες έχουν ρίξει φως σε αυτές τις διαδικασίες χρησιμοποιώντας την ίδια προσέγγιση. Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μοντέλα πνευμόνων στο εργαστήριο, τα μόλυναν με SARS-CoV-2 και παρακολούθησαν τη μάχη μεταξύ των κυττάρων του πνεύμονα και του ιού.

Και οι δύο εργασίες δημοσιεύονται στο περιοδικό Cell Stem Press. Μια μελέτη είναι από Νοτιοκορεάτες και Βρετανούς ερευνητές, μεταξύ άλλων από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ. Το άλλο είναι από ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Duke και το Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας.

(Αριστερά) Αντιπροσωπευτική εικόνα τρισδιάστατου οργανοειδούς πνεύμονα που δείχνει δείκτη κυψελιδικών βλαστοκυττάρων. (δεξιά)η εικόνα του Arvind Konkimalla δείχνει πώς ένα μόνο βλαστοκύτταρο πνεύμονα αντιγράφηκε για να δημιουργήσει χιλιάδες κύτταρα και να δημιουργήσει μια δομή που μοιάζει με αναπνευστικούς ιστούς.

Και στις δύο μελέτες, οι επιστήμονες παρατήρησαν πώς ο ιός καταστρέφει τις κυψελίδες στους πνεύμονες. Οι κυψελίδες είναι αερόσακοι που μοιάζουν με μπαλόνια που απορροφούν το οξυγόνο που αναπνέουμε και απελευθερώνουν το διοξείδιο του άνθρακα που εκπνέουμε. Η βλάβη στις κυψελίδες προκαλεί πνευμονία και οξεία αναπνευστική δυσχέρεια — την κύρια αιτία θανάτου στον Covid-19.

Και οι δύο ομάδες ανέπτυξαν το μοντέλο χρησιμοποιώντας μίνι-πνεύμονες — ή οργανοειδή πνεύμονα. Τα οργανοειδή αναπτύχθηκαν από τα βλαστοκύτταρα που επιδιορθώνουν τα βαθύτερα τμήματα των πνευμόνων όπου επιτίθεται ο SARS-CoV-2. Αυτά ονομάζονται κύτταρα ΑΤ2. Ακολουθήστε το Express Explained στο Telegram

Η ομάδα του Ηνωμένου Βασιλείου και της Νότιας Κορέας επαναπρογραμμάτισε τα κύτταρα AT2 πίσω στο προηγούμενο στάδιο βλαστοκυττάρων τους. Μεγάλωσαν αυτοοργανωμένες τρισδιάστατες δομές που μοιάζουν με κυψελίδες που μιμούνται τη συμπεριφορά βασικού πνευμονικού ιστού. Όταν τα τρισδιάστατα μοντέλα εκτέθηκαν στον SARS-CoV-2, ο ιός άρχισε να αναπαράγεται γρήγορα.

Σε έξι ώρες, τα κύτταρα άρχισαν να παράγουν ιντερφερόνες - πρωτεΐνες που λειτουργούν ως προειδοποιητικά σήματα στα γειτονικά κύτταρα. Μετά από 48 ώρες, τα κύτταρα άρχισαν να αντεπιτίθενται. Και μετά από 60 ώρες από τη μόλυνση, μερικά από τα κυψελιδικά κύτταρα άρχισαν να αποσυντίθενται, οδηγώντας σε κυτταρικό θάνατο και βλάβη στον ιστό.

Στην άλλη μελέτη, με επικεφαλής τον κυτταρικό βιολόγο του Πανεπιστημίου Duke, Purushothama Rao Tata, η ομάδα έλαβε ένα μόνο κύτταρο πνεύμονα για να πολλαπλασιαστεί σε χιλιάδες αντίγραφα και να δημιουργήσει μια δομή που μοιάζει με τους αναπνευστικούς ιστούς του ανθρώπινου πνεύμονα. Μόλις μολυνθεί με τον ιό, το μοντέλο εμφάνισε φλεγμονώδη απόκριση.

Η ομάδα παρακολούθησε επίσης την καταιγίδα κυτοκινών - την υπεραντίδραση των μορίων του ανοσοποιητικού συστήματος που εκτοξεύουν οι πνεύμονες για να καταπολεμήσουν τη μόλυνση.