Các nhà khoa học phát triển 'lá phổi nhỏ' trong phòng thí nghiệm, lây nhiễm coronavirus cho chúng và theo dõi trận chiến trong thời gian thực

Trong cả hai nghiên cứu, các nhà khoa học đã quan sát cách vi rút làm tổn thương các phế nang trong phổi. Các phế nang là những túi khí giống như quả bóng bay lấy oxy mà chúng ta hít thở và thải ra khí cacbonic mà chúng ta thở ra.

Các nhân viên y tế kiểm tra bức ảnh chụp X-quang phổi của một bệnh nhân mắc bệnh Covid-19 tại Nouvel Hopital Civil of Strasbourg, miền đông nước Pháp, Thứ Năm, 22 tháng 10, 2020. (AP Ảnh: Jean-Francois Badias, File)

Loại coronavirus mới được biết là tấn công chủ yếu vào phổi, nhưng cách thức tấn công diễn ra như thế nào vẫn còn là một chủ đề nghiên cứu. Bây giờ, hai nghiên cứu đã làm sáng tỏ các quá trình này bằng cách sử dụng cùng một cách tiếp cận. Các nhà khoa học đã phát triển các mô hình phổi trong phòng thí nghiệm, lây nhiễm SARS-CoV-2 và theo dõi cuộc chiến giữa các tế bào phổi và virus.

Cả hai bài báo đều được xuất bản trên tạp chí Cell Stem Press. Một nghiên cứu là của các nhà nghiên cứu Hàn Quốc và Vương quốc Anh, bao gồm từ Đại học Cambridge; cái còn lại là của các nhà nghiên cứu từ Đại học Duke và Đại học Bắc Carolina.

(Trái) Hình ảnh đại diện của organoid phổi 3D hiển thị dấu hiệu tế bào gốc phế nang; (phải) hình ảnh của Arvind Konkimalla cho thấy cách một tế bào gốc phổi đã tự sao chép để tạo ra hàng nghìn tế bào và tạo ra cấu trúc giống như mô thở.

Trong cả hai nghiên cứu, các nhà khoa học đã quan sát cách vi rút làm tổn thương các phế nang trong phổi. Các phế nang là những túi khí giống như quả bóng bay lấy oxy mà chúng ta hít thở và thải ra khí cacbonic mà chúng ta thở ra. Tổn thương phế nang gây viêm phổi và suy hô hấp cấp - nguyên nhân tử vong hàng đầu ở Covid-19.

Cả hai nhóm đã phát triển mô hình bằng cách sử dụng phổi nhỏ - hoặc các tế bào sinh học phổi. Các organoids được phát triển từ các tế bào gốc có chức năng sửa chữa các phần sâu nhất của phổi nơi SARS-CoV-2 tấn công. Chúng được gọi là tế bào AT2. Theo Express Explained trên Telegram

Nhóm nghiên cứu của Anh và Hàn Quốc đã lập trình lại các tế bào AT2 trở lại giai đoạn tế bào gốc trước đó của chúng. Chúng phát triển các cấu trúc 3D giống như phế nang tự tổ chức, bắt chước hoạt động của các mô phổi quan trọng. Khi các mô hình 3D tiếp xúc với SARS-CoV-2, vi rút bắt đầu nhân lên nhanh chóng.

Trong sáu giờ, các tế bào bắt đầu sản xuất interferon - protein đóng vai trò là tín hiệu cảnh báo cho các tế bào lân cận. Sau 48 giờ, các tế bào bắt đầu chiến đấu trở lại. Và sau 60 giờ kể từ khi nhiễm trùng, một số tế bào phế nang bắt đầu tan rã, dẫn đến chết tế bào và làm tổn thương mô.

Trong nghiên cứu khác, do nhà sinh học tế bào của Đại học Duke, Purushothama Rao Tata, nhóm nghiên cứu đã lấy một tế bào phổi đơn lẻ để nhân lên thành hàng nghìn bản sao và tạo ra cấu trúc giống với mô thở của phổi người. Sau khi bị nhiễm vi rút, mô hình cho thấy một phản ứng viêm.

Nhóm nghiên cứu cũng chứng kiến ​​cơn bão cytokine - phản ứng siêu tốc của các phân tử miễn dịch mà phổi khởi động để chống lại nhiễm trùng.

Chia Sẻ VớI BạN Bè CủA BạN: