Buvusio jaunesniojo docento Kazuo Takayama, šiuo metu Tokijo mokslo instituto profesoriaus, tyrimas parodo žmogaus IPS ląstelių gautų kvėpavimo takų organoidų potencialą kaip veiksmingą kvėpavimo takų sincitalinio viruso (RSV) infekcijų tyrimo modelį.
Tyrimas paskelbtas žurnale Gyvybės mokslo aljansas.
RSV yra pagrindinis kvėpavimo takų patogenas, ypač tarp mažų vaikų, sukeliančių sunkias apatinių kvėpavimo takų ligas. Nors dabartiniai modeliai, tokie kaip HEP-2 ląstelės, dažniausiai naudojami RSV tyrimams, jie tiksliai neimaguoja sudėtingų žmogaus kvėpavimo sistemos reakcijų.
Tyrėjai siekė įvertinti kvėpavimo takų organoidų naudingumą, kurie labiau atspindi žmogaus kvėpavimo takus in vivo dėl įvairių ląstelių tipų, siekdami suprasti RSV patofiziologiją ir įvertinti terapinius bei prevencinius vaistus.
Tyrimas atskleidė, kad RSV efektyviai užkrėtė IPS ląstelių gautus kvėpavimo takų organoidus, sukeliančius aukštą viruso replikaciją ir baltymų ekspresiją. Užkrėsti organoidai parodė kvėpavimo takų epitelio sluoksnio pažeidimus, kolageno kaupimąsi ir padidėjusį priešuždegiminių citokinų, tokių kaip IL-8 ir IFN-γ, lygis.
Be to, tuo tarpu tyrėjai nustatė, kad monokloniniai antikūnai, tokie kaip nirsevimabas, palivizumabas ir kiti, nukreipti į RSV F baltymą, buvo labai veiksmingi slopinant RSV replikaciją, ribaviriną - antivirusinį gydymą, anksčiau naudojamą RSV gydymui – minimalų efektyvumą. Šis rezultatas pabrėžia ribavirino apribojimus organoido modelyje ir rodo, kad naujesni antivirusiniai agentai ar antikūnai gali būti perspektyvesni.
Tyrimo komanda taip pat naudojo RNR seką ir kitus tyrimus, kad ištirtų šeimininko atsaką į RSV infekciją. RSV sukeltos pokyčiai apėmė tvirtą įgimtą imuninį atsaką ir genų, susijusių su interferono signalizavimu, aktyvacija.
Šie duomenys parodo organoidų gebėjimą atkartoti uždegiminius ir imuninius atsakus, paprastai pastebimus žmonėms per RSV infekciją. Be to, organoidai leido atlikti išsamią ląstelių sąveikos ir reakcijų analizę, siūlydami pažangų platformą, skirtą įvertinti antivirusinių gydymo būdų ir antikūnų poveikį skirtingoms ląstelių tipams kvėpavimo takų trakte.
Šis tyrimas pabrėžia, kad svarbu naudoti žmogaus IPS ląstelių gautus kvėpavimo takų organoidus modeliuojant RSV infekciją. Rezultatai rodo, kad šie organoidai yra vertinga priemonė viruso patofiziologijai tirti, terapinių intervencijų tyrimui ir efektyvių vaistų plėtrai.
Be to, tyrimas rodo, kad šiuos modelius galima panaudoti skiepų ir kitų gydymo veiksmingumo įvertinimui, užtikrinant tikslesnį žmogaus kvėpavimo aplinkos atspindį, palyginti su tradiciniais modeliais.
Tyrimas taip pat rodo, kad įtraukti papildomus imuninių ląstelių tipus, tokius kaip T ląstelės ir neutrofilai, gali dar labiau sustiprinti modelio gebėjimą atkartoti RSV infekcijos sudėtingumą, ypač esant dideliam uždegimui.