นักวิทยาศาสตร์สร้าง 'ปอดขนาดเล็ก' ในห้องแล็บ ติดเชื้อ coronavirus และดูการต่อสู้แบบเรียลไทม์

ในการศึกษาทั้งสอง นักวิทยาศาสตร์สังเกตว่าไวรัสทำลายถุงลมในปอดอย่างไร ถุงลมเป็นถุงลมคล้ายบอลลูนที่ดูดซับออกซิเจนที่เราหายใจเข้าไปและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เราหายใจออก

เจ้าหน้าที่ทางการแพทย์ตรวจภาพเอ็กซ์เรย์ปอดของผู้ป่วยที่ป่วยด้วยโรคโควิด-19 ใน Nouvel Hopital Civil of Strasbourg ทางตะวันออกของฝรั่งเศส เมื่อวันพฤหัสบดีที่ 22 ต.ค. 2020 (ภาพ AP: Jean-Francois Badias, ไฟล์)

เป็นที่ทราบกันดีว่า coronavirus นวนิยายโจมตีปอดเป็นหลัก แต่การโจมตีที่แผ่ออกไปนั้นยังคงเป็นหัวข้อของการวิจัย ขณะนี้ การศึกษาสองชิ้นได้ให้ความกระจ่างเกี่ยวกับกระบวนการเหล่านี้โดยใช้แนวทางเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาแบบจำลองปอดในห้องแล็บ ติดเชื้อ SARS-CoV-2 เหล่านี้ และดูการต่อสู้ระหว่างเซลล์ปอดกับไวรัส

เอกสารทั้งสองฉบับได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Cell Stem Press งานวิจัยชิ้นหนึ่งจัดทำโดยนักวิจัยชาวเกาหลีใต้และสหราชอาณาจักร รวมทั้งจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ อีกอันเป็นของนักวิจัยจาก Duke University และ University of North Carolina

(ซ้าย) ภาพตัวแทนของอวัยวะปอด 3 มิติ แสดงเครื่องหมายเซลล์ต้นกำเนิดจากถุงลม (ขวา) ภาพโดย Arvind Konkimalla แสดงให้เห็นว่าเซลล์ต้นกำเนิดจากปอดเพียงตัวเดียวคัดลอกตัวเองเพื่อสร้างเซลล์หลายพันเซลล์และสร้างโครงสร้างที่คล้ายกับเนื้อเยื่อการหายใจได้อย่างไร

ในการศึกษาทั้งสอง นักวิทยาศาสตร์สังเกตว่าไวรัสทำลายถุงลมในปอดอย่างไร ถุงลมเป็นถุงลมคล้ายบอลลูนที่ดูดซับออกซิเจนที่เราหายใจเข้าไปและปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เราหายใจออก ความเสียหายต่อถุงลมทำให้เกิดโรคปอดบวมและหายใจลำบากเฉียบพลัน ซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญของการเสียชีวิตในโควิด-19

ทั้งสองทีมพัฒนาแบบจำลองโดยใช้ mini-lungs – หรือ organoids ของปอด ออร์กานอยด์เติบโตจากสเต็มเซลล์ที่ซ่อมแซมส่วนที่ลึกที่สุดของปอดที่ SARS-CoV-2 โจมตี เหล่านี้เรียกว่าเซลล์ AT2 ติดตาม Express อธิบายบน Telegram

ทีมงานในสหราชอาณาจักรและเกาหลีใต้ได้ตั้งโปรแกรมเซลล์ AT2 ใหม่ให้กลับไปเป็นเซลล์ต้นกำเนิดก่อนหน้านี้ พวกเขาเติบโตโครงสร้าง 3 มิติที่จัดระเบียบตัวเองเหมือนถุงที่เลียนแบบพฤติกรรมของเนื้อเยื่อปอดที่สำคัญ เมื่อแบบจำลอง 3 มิติสัมผัสกับ SARS-CoV-2 ไวรัสก็เริ่มทำซ้ำอย่างรวดเร็ว

ภายในหกชั่วโมง เซลล์เริ่มผลิตอินเตอร์เฟอรอน—โปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นสัญญาณเตือนไปยังเซลล์ข้างเคียง หลังจากผ่านไป 48 ชั่วโมง เซลล์ก็เริ่มต่อสู้กลับ และหลังจากผ่านไป 60 ชั่วโมงจากการติดเชื้อ เซลล์ถุงบางส่วนก็เริ่มสลายตัว ทำให้เซลล์ตายและทำลายเนื้อเยื่อ

ในการศึกษาอื่นซึ่งนำโดยนักชีววิทยาด้านเซลล์ของ Duke University Purusathama Rao Tata ทีมงานได้เซลล์ปอดเพียงเซลล์เดียวเพื่อคูณเป็นหลายพันสำเนาและสร้างโครงสร้างที่คล้ายกับเนื้อเยื่อหายใจของปอดของมนุษย์ เมื่อติดเชื้อไวรัสแล้ว แบบจำลองแสดงการตอบสนองต่อการอักเสบ

ทีมงานยังได้เห็นพายุไซโตไคน์ ซึ่งเป็นปฏิกิริยาไฮเปอร์ของโมเลกุลภูมิคุ้มกันที่ปอดเริ่มทำงานเพื่อต่อสู้กับการติดเชื้อ

แบ่งปันกับเพื่อนของคุณ: