Vědci z americké Duke University vytvořili model živého organoidu (miniaturizovaná a zjednodušená verze orgánu vyrobeného in vitro), aby mohli zkoumat, jak koronavirus ovlivňuje lidské plíce. Tyto mini plíce vybavili lidskými alveolami a zkoumali, jak SARS-CoV-2 útočí na orgán odpovědný za dýchání.
Tento malý model má přitom mnoho využití. Výzkumníci díky němu mohou vysvětlit nejen reakce a následky SARS-CoV-2, ale mohou ho využít také ve výzkumu chřipky. V plicích pozorovali virovou „cytokinovou bouři“. Ta způsobuje hyperzánět, v důsledku čehož se stav pacienta zhoršuje a dokonce vede ke smrti. Vědci dále otestují nejnovější, mutantní a mnohem nakažlivější kmen koronaviru D614G, který pochází z Itálie.
Plíce pěstované v laboratoři infikované koronavirem
Nejnebezpečnější z infekcí nového typu koronaviru se vyskytuje v plicích. Patogen ničí lidské alveoly, jejich počet se u lidí pohybuje od 300 do 500 milionů. Výsledkem je zápal plic a akutní respirační selhání – hlavní příčina úmrtí u pacientů s Covid-19. I když tyto znalosti nejsou nové, chyběly experimentální modely mapující lidské plicní tkáně, které tímto vědci doplnili.
Tým vedený biologem Purushathamem Rao Tata nazval tento umělý orgán jako „mini plíce v misce“ a řekl, že díky němu mohou provádět mnoho experimentů, včetně účinků léků na infikované tkáně.
To by mohlo mít průlomový efekt v léčbě této nemoci. „Náš flexibilní model má mnoho aplikací. Nejen pro SARS-CoV-2, ale také pro výzkum chřipky, vysvětlit Rao Tata v Cell Stem Cell. Autoři analýzy zdůrazňují, že nejdůležitější je použití jen lidských tkání. Dokud byly prováděny pouze v kravském séru.
Koronavirus způsobuje cytokinovou bouři
Nové mini plíce po infikování virem vykazovaly zánětlivou reakci zprostředkovanou interferonem. U zdravého člověka chrání skupiny proteinů zvané interferony před infekcemi a jsou schopné aktivovat intracelulární procesy a mezibuněčné interakce tak, aby poskytly tělu imunitu. Tzv. cytokinová bouře je imunitní odpověď na vstup viru do plic tím, že začne produkovat cytokiny.
U některých pacientů se uvolňují nadměrné hladiny cytokinů a aktivují tím více imunitních buněk. To způsobuje hyperzánět. Výsledkem je, že se stav pacienta výrazně zhoršuje a vede v některých případech dokonce ke smrti.
Ohrožené jsou pochopitelně především senioři, kteří mají řadu již existujících zdravotních potíží, které již předtím jejich imunitní systém poškodily.
Velký vědecký objev
Vědci díky tomuto experimentu zjistili, že buňky v organoidu tvořily interferony a poté spáchaly sebevraždu. Při pitvě jedinců, kteří zemřeli na Covid-19 byla také zaznamenána sebevražda bílkovin z blízkých, ale dosud neovlivněných oblastí plic, které také dostaly signál o potřebě spáchat sebevraždu.
