Органоиди на COVID-19: Лабораторно направените органи улесняват изследователските усилия

• Автор:
• име Автор

  Quantumrun Foresight
• Ноември 15, 2022

Резюме на прозрението

Organoids, miniature organs derived from stem cells, are revolutionizing our understanding of COVID-19 by closely mimicking human tissue response. They provide valuable insights into the virus's impact on various organs, aiding in the development of targeted therapies and vaccines. The implications of organoid research extend beyond the lab, potentially influencing educational curricula, regulatory policies, and personalized medical treatments.

Контекст на органоидите на COVID-19

The use of organoids for COVID-19 research enabled the rapid development of strategies to tackle the disease, including vaccines and therapeutics. Organoids reflect human physiology more closely than other model systems and have successfully revealed the effects of the virus in different organs as well as potential drug candidates that impact the disease. They are miniature, self-organizing organs generated from adult stem cells that present a more accurate representation of live tissue than conventional cell lines or animal models. 

The expansion of organoid research and testing allowed for different research fields to further investigate, including disease modeling, host-pathogen interaction, and patient-derived organoid biobanks. For instance, in 2022, researchers applied human lung organoids to study respiratory diseases such as a respiratory syncytial virus (RSV) and influenza. The researchers found that both viruses impaired the growth of lung organoids.

These results provide critical insights into the behavior of respiratory diseases. In particular, the study showed that organoids could be used to model human diseases in a controlled environment, which scientists can use for drug screening and other research purposes.

Разрушително въздействие

Several organoids have been used to study different effects of the coronavirus. The lung organoid, in particular, was the primary focal point of these experiments, as this organ is the most affected. The studies cover various topics, including how: 

• вирусът се разпространява, 
• домакинът отговаря, 
• генетичната вариация влияе върху податливостта на вируса и 
• потенциални нови лекарства могат да взаимодействат с органоида. 

За разлика от това, мозъчните органоиди помогнаха на учените да определят как хората са загубили обонянието си след инфекция. Резултатите показват, че SARS-CoV-2 може да е невротропен вирус (вирус, който атакува предимно нервната система). Учените също откриха вирусна РНК в мозъчни проби от заразени пациенти. Изследвания върху чревни органоиди разкриха как вирусът провокира стомашно-чревни симптоми като диария, гадене, повръщане, анорексия и стомашни болки. Други органоиди, включени в изследванията на COVID, са проби от кръвоносни съдове, бъбреци, черен дроб и очи.

Човешката органоидна система обаче има някои недостатъци. Органоидните култури са скъпи за управление и трудни за контрол. Освен това им липсват много физиологични аспекти на живите модели. Освен това, антивирусните реакции и клетъчният тропизъм често варират в различните изследвания. Една възможна причина за несъответствието може да бъде липсата на стандартизирани протоколи сред другите лаборатории. Липсата на стандартизация може да повлияе на състоянието на зреене на органоидите и клетъчния състав. 

Последици от органоидите на COVID-19

По-широките последици от органоидите на COVID-19 могат да включват: 

• Фармацевтичните компании все повече използват органоиди за разработване на нови ваксини и провеждане на изпитания върху хора по-бързо.
• Повече учени се обучават в прилагането на органоиди, включително как да ги проектират и наблюдават, докато реагират на различни експериментални лекарства.
• Органоиди, използвани в програми за обучение на редица медицински изследователи и учени.
• Създаването на взаимосвързани органоиди, наподобяващи човешката биология, тази тенденция може да помогне на изследователите да проведат по-точни експерименти върху ефектите на COVID-19 и други вируси.
• Органоиди, използвани за изследване на състоянието след инфекция, включително дългосрочни ефекти върху белите дробове, сърцето и мозъка.
• Hospitals incorporating organoid-based techniques to personalize patient treatment plans, enhancing recovery and reducing side effects.
• Educational institutions modifying curricula to include organoid technology, equipping future healthcare professionals with cutting-edge skills.
• Regulatory agencies adapting guidelines to oversee organoid research and application, ensuring ethical and safe practices in medical advancements.

Въпроси за разглеждане

• Как иначе органоидите могат да помогнат на учените да научат повече за различните инфекциозни заболявания?
• Какви може да са другите потенциални предизвикателства при експериментиране с органоиди?