Laboratuvarda Yetiştirilen Küçük Akciğerler SARS-CoV-2’ye Maruz Kalırsa Ne Olur?

 Laboratuvarda Yetiştirilen Küçük Akciğerler SARS-CoV-2’ye Maruz Kalırsa Ne Olur?

(Görsel: MOREDUN ANIMAL HEALTH/Science Photo Library/Getty Images)

Laboratuvarda yetiştirilen küçük akciğerler üzerinde çalışan bilim insanları; potansiyel yeni tedavileri ve mevcut pandemiyi daha iyi anlamak için akciğerlerin yaşam modellerini kullanıyorlar.

Bizim akciğerlerimizi onarmasıyla bilinen, bu eşsiz organoitlerin (organa benzeyen ve onun gibi faaliyet gösteren çoklu hücre türlerini içeren üç boyutlu yapılar) en son versiyonu tamamıyla insan kök hücreleri üzerine dayanıyor. Araştırmacılar akciğeri SARS-CoV-2’e maruz bıraktıklarında, sonuçlar açıklayıcıydı.

Özel bir büyüme yöntemi içeren bir tabağın içine bu kendi kendini yenileyen birimlerden sadece bir tanesini bırakmak, insan akciğerlerindeki küçük hava keselerine benzeyen bir kümede milyonlarca hücre üretebilir.

Alveol olarak bilinen, bu balon benzeri keseler COVID-19’un ölümcül vakalarındaki yaygın hasarı gösterdi ve bu hasar genellikle sitokinler adı verilen bağışıklık hücrelerine atfediliyor ve biz hala akciğer hasarının gerçekte nasıl ortaya çıktığını çözmeye çalışıyoruz.

Moleküler ölçekte savaş boyutunu bize gösteren yeni-küçük model, gerçek insan akciğeri kadar karmaşık olmasa da, kontrol etmeyi ve gözlemlemeyi daha kolay hale getiriyor.

Bu eşsiz organoid; kendi kendini yenileyebilme, diğer akciğer hücrelerine farklılaşabilme, keseyi yüzey aktif maddelerle açık tutabilme ve direkt olarak virüslere bağlanabilme yeteneğine sahip olan alveolar tip 2 epitel hücresi (AT2) olarak bilinen akciğer kök hücrelerinin yalnızca bir türünü içerir.

SARS-CoV-2 virüsü organoitin içine girdiğinde, araştırmacılar virüsün AT2 hücrelerini hızlı bir şekilde enfekte ettiğini ve virüsün alveol benzeri yapılar boyunca yayıldığını söylüyorlar.

Enfeksiyon ayrıca organoitte inflamatuar bir yanıtı tetikledi, yüzey aktif maddelerin çoğalmasına ve üretiminin azalmasına, bazen virüs tarafından hiç dokunulmamış etrafı çevrili alanlarda hücre ölümlerine sebep oldu.

Kuzey Carolina Üniversitesinde epidemiyolog, mikrobiyolog ve immünolog olan Ralph Baric açıklıyor: “Bu alan için büyük bir atılım çünkü biz saflaştırılmış kültürlere sahip olmayan hücreleri kullanıyorduk. Bu AT2 hücrelerinin nasıl saflaştığını ve geliştiğini çözmek için inanılmaz derecede zekice bir çalışma.”

Küçük organların gen ifadelerini analiz eden araştırmacılar SARS-CoV-2 tarafından tetiklenen inflamatuar durumun hücre ölümleriyle bağlantılı genlerin aktifleştirilmesine ve interferonlar, sitokinler, kemokinlerin üretimlerine izin verdiğini ortaya çıkardılar.

Bu ayırt edici özellikler şiddetli Covid-19 hastalarında görülen çarpıcı benzerlikleri gösterdi. Akciğerleri hasara duyarlı hale getirebilecek bir sitokini tetikleyen birçok ciddi Covid-19 vakasını gösteren son gelişen kanıtlarla da sonuçlar uyuşuyor.

Bu gözlemlerin çoğu, otopsilerden gelip, canlı dokularda gözlemlenmemiştir.

Bu yeni geliştirilen model solunum yolu virüsleri eylemlerinde çalışmak için eşsiz ve çok yönlü yeni bir yol.

Duke Üniversitesi’nden hücre biyoloğu Purushothama Rao Tata açıklıyor: “Bu bağışıklık hücrelerinin büyük akışı nedeniyle meydana gelmiş sitokin fırtınası olarak düşünüldü ayrıca bu akciğer kök hücrelerinin kendilerinde meydana gelir ve biz görebiliriz.” Ve ekliyor: “Biz şu anda bu ölümcül virüse karşı savaşmak için hücrelere nasıl enerji verileceğini çözdüğümüz bir yola sahibiz.”

Küçük akciğerlerdeki başka bir deney seti üzerinde araştırmacılar enfeksiyondan önce düşük dozda interferonların uygulanmasıyla virüsün yayılışını yavaşladığını fakat enfeksiyondan önce interferonların azalmasıyla hasarın kötüleştiğini ortaya koydular.

İnterferonlar bir şekilde alveollerimizdeki bağışıklık tepkisiyle aracılık ediyorlar, akciğerler enfeksiyonun önüne geçmeye çalışırlarken, hücre ölümlerinin basamakları yavaşlıyor.

Fakat bütün resim bu olmayabilir, bu yalnızca neler gerçekleştiğinin küçük bir öngörüsü. Son zamanlardaki diğer çalışmalar gösteriyor ki interferonlar enfeksiyonun belirli aşamalarında tedaviye yardımcı olabilir, diğer yönden onlar daha da kötüsüne yol açabilirler.

Hala onların modellerinde ortadan kaldırılması gereken birçok detay ve sorunlar mevcut fakat araştırmacılar umuyorlar ki onlar bir gün küçük akciğerler yetiştirebilirler aynı zamanda yüzlerce deney çalışabilir duruma gelebilir bu da enfeksiyona akciğerler nasıl tepki gösterir ve ayrıca biz bunu en iyi şekilde nasıl koruruz sorularını çözmek için bize olanak sağlar.

 

 

Kaynak: Here’s What Happens When Lab-Grown Mini-Lungs Are Exposed to SARS-CoV-2

Burçin DOĞAN

İlginizi Çekebilir

Cevap yaz

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir