• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
23.10.2020
Денис Гордеев
9 853

Искусственные мини-органы помогли ученым увидеть, как вирус SARS-CoV-2 повреждает легкие

Изучение инфекционного процесса проводили благодаря комбинации флуоресцентной микроскопии и генетического анализа отдельных клеток.

Мини-легкое, созданное для изучения влияние коронавируса на альвеолы
Мини-легкое, созданное для изучения влияние коронавируса на альвеолы / Youk, Kim et al., Stem Cell, 2020

Крошечные искусственные легкие, выращенные в лаборатории из стволовых клеток, позволили ученым наблюдать за тем, как коронавирус поражает легкие. Специалисты характеризуют это как «важный прорыв» в области изучения Covid-19.

Исследования проводили параллельно в двух лабораториях: в Кембриджском университете в Великобритании и Университете Дьюка (штат Северная Каролина, США). Статьи обеих исследовательских групп опубликованы в Stem Cell (1, 2).

Мини-легкие были выращены специально для исследований коронавируса. Главное преимущество таких искусственных органов в том, что они позволяют точно реконструировать процессы, проходящие в альвеолах — пузырьковых структурах наших легких, в которых происходит попадание кислорода в легочные капилляры.

Именно альвеолы вирус SARS-CoV-2 поражает сильнее всего. Однако изучением влияния коронавирусов на человеческий организм область применения мини-легких не ограничивается. «Это универсальная модельная система, которая позволяет нам изучать не только SARS-CoV-2, но и любой респираторный вирус <…>, в том числе грипп», — говорит Пурушотхама Рао Тата, сотрудник Университета Дьюка.

Ученые заразили модельные органы коронавирусом; изучение инфекционного процесса проводили благодаря комбинации флуоресцентной микроскопии и генетического анализа отдельных клеток. Всего через шесть часов после заражения SARS-CoV-2 прошел все клеточные стадии вирусной инфекции и начал продуцировать новые вирусные частицы.

Альвеолярная структура, полученная из стволовых клеток учеными из Университета Дьюка / Tata Lab, Duke University

Примерно в то же время началась выработка интерферонов — сигнальных белков, которые «предупреждают» соседние клетки об инфекции и активируют их защитные функции. Опосредованный интерферонами врожденный иммунный ответ — «первая линия противовирусной обороны» — был запущен в течение 48 часов с момента заражения. А через 60 часов после введения вируса часть альвеолярных клеток начала гибнуть и распадаться, что привело к серьезному повреждению ткани мини-легких.

Ученые также наблюдали цитокиновый шторм — гиперреакцию иммунной системы на вирус, которая характеризуется повышенной активностью иммунных клеток и бурным выделением различных цитокинов и биохимических медиаторов. «Считалось, что цитокиновый шторм происходит из-за притока иммунных клеток [в очаг инфекции], но мы видим, что это [бурное выделение биохимических медиаторов] также происходит в самих клетках легких», — говорит Рао Тата.

Хотя исследователи наблюдали изменения в клетках модельных органов в течение трех дней после заражения, клинические симптомы Covid-19 редко проявляются настолько быстро. Иногда признаки вирусной инфекции заметны более чем через десять дней после попадания вируса в организм. Ученые считают, что это может быть связано с длительностью «путешествия» вируса по дыхательным путям до альвеол, а также с тем, что необходимо инфицирование значительной части альвеолярных клеток, прежде чем у пациента появятся симптомы.

Ученые надеются использовать свою методику, чтобы создавать модели органов пациентов, особенно уязвимых для инфекционных патогенов. Благодаря этому можно будет изучать вопросы генетической предрасположенности к тяжелым формам инфекции, оценивать потенциальную опасность различных вирусных штаммов и тестировать противовирусные препараты.

Ранее японские ученые смоделировали, как распространяется Covid-19 при разговоре за столом, а в Нидерландах зарегистрирована первая смерть пациента, повторно заразившегося коронавирусом.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 18:53
Анна Новиковская

По мнению новозеландских исследователей, в случае ядерной зимы Новая Зеландия будет в числе четырех островных государств, которые смогут обеспечить себя продуктами питания.

Позавчера, 12:58
Алиса Гаджиева

В Северной Ирландии нашли неолитическое поселение возрастом не менее 5800 лет. Пока не ясно, почему люди обосновались именно там, но известно, что спустя тысячелетия за эти земли воевали могущественные королевства.

Вчера, 10:49
Даниил Сухинов

Хотя интуитивно люди склонны думать, что занятия музыкой полезны для их психического здоровья, научные исследования указывают на более сложную и неочевидную связь. В новой работе международная группа ученых обнаружила генетическую корреляцию между увлечением музыкой и психическим здоровьем на примере нескольких тысяч близнецов. Результаты исследования показывают, что у музыкально активных людей существенно повышен генетический риск развития депрессии и биполярного расстройства.

2 февраля
НИУ ВШЭ

Изучая потребление алкоголя, экономисты и социологи обычно связывают его с условиями жизни людей и их человеческим капиталом: образованием, опытом работы, знаниями. Ученые из Лаборатории исследований рынка труда и Лаборатории экономико-социологических исследований НИУ ВШЭ обратили внимание на некогнитивные навыки, формирующиеся в детстве и подростковом возрасте, и выяснили, что эти качества во многом определяют вероятность злоупотребления спиртным и сокращают степень влияния образования.

Позавчера, 07:30
Мария Азарова

Авторы нового исследования провели эксперимент почти с 70 собаками разных пород, чтобы узнать, как они реагируют на вой одного волка и целой стаи.

Позавчера, 12:58
Алиса Гаджиева

В Северной Ирландии нашли неолитическое поселение возрастом не менее 5800 лет. Пока не ясно, почему люди обосновались именно там, но известно, что спустя тысячелетия за эти земли воевали могущественные королевства.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

9 января
Александр Березин

Избыточный вес убивает куда больше людей, чем войны с голодом вместе. До самых недавних пор это объясняли то «мусорным» фастудным питанием, то недостаточными физическими нагрузками. Научные работы показывают: эти гипотезы были неверны. За последние полвека сильно потолстели даже лабораторные животные, корм и нагрузки которых не менялись. Эпидемия лишнего веса действительно убийственна, но ее причина не в калориях или нехватке нагрузки. А в чем же? Naked Science исследует для вас этот вопрос.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: