Organoidi COVID-19: gli organi realizzati in laboratorio stanno facilitando gli sforzi di ricerca

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  Preveggenza quantistica
• 15 Novembre 2022

Riepilogo approfondimenti

Gli organoidi, organi in miniatura derivati ​​da cellule staminali, stanno rivoluzionando la nostra comprensione del COVID-19 imitando da vicino la risposta dei tessuti umani. Forniscono preziose informazioni sull’impatto del virus su vari organi, aiutando nello sviluppo di terapie e vaccini mirati. Le implicazioni della ricerca sugli organoidi si estendono oltre il laboratorio, influenzando potenzialmente i programmi formativi, le politiche normative e i trattamenti medici personalizzati.

Contesto degli organoidi COVID-19

L’uso di organoidi per la ricerca sul COVID-19 ha consentito il rapido sviluppo di strategie per affrontare la malattia, compresi vaccini e terapie. Gli organoidi riflettono la fisiologia umana più da vicino rispetto ad altri sistemi modello e hanno rivelato con successo gli effetti del virus in diversi organi, nonché potenziali farmaci candidati che hanno un impatto sulla malattia. Sono organi in miniatura e auto-organizzati generati da cellule staminali adulte che presentano una rappresentazione più accurata del tessuto vivo rispetto alle linee cellulari convenzionali o ai modelli animali. 

L’espansione della ricerca e dei test sugli organoidi ha consentito a diversi campi di ricerca di indagare ulteriormente, tra cui la modellazione delle malattie, l’interazione ospite-patogeno e le biobanche di organoidi derivate dai pazienti. Ad esempio, nel 2022, i ricercatori hanno applicato organoidi polmonari umani per studiare malattie respiratorie come il virus respiratorio sinciziale (RSV) e l’influenza. I ricercatori hanno scoperto che entrambi i virus compromettevano la crescita degli organoidi polmonari.

Questi risultati forniscono informazioni critiche sul comportamento delle malattie respiratorie. In particolare, lo studio ha dimostrato che gli organoidi potrebbero essere utilizzati per creare modelli di malattie umane in un ambiente controllato, che gli scienziati possono utilizzare per lo screening farmacologico e altri scopi di ricerca.

Impatto dirompente

Diversi organoidi sono stati utilizzati per studiare diversi effetti del coronavirus. L’organoide polmonare, in particolare, è stato il punto focale principale di questi esperimenti, poiché questo organo è il più colpito. Gli studi coprono vari argomenti, tra cui come: 

• il virus si diffonde, 
• l'ospite risponde, 
• la variazione genetica influisce sulla suscettibilità ai virus e 
• potenziali nuovi farmaci possono interagire con l'organoide. 

Al contrario, gli organoidi cerebrali hanno aiutato gli scienziati a determinare come le persone hanno perso l'olfatto dopo l'infezione. I risultati suggeriscono che SARS-CoV-2 potrebbe essere un virus neurotropico (un virus che attacca principalmente il sistema nervoso). Gli scienziati hanno anche trovato RNA virale in campioni di cervello di pazienti infetti. Gli studi sugli organoidi intestinali hanno rivelato come il virus abbia provocato sintomi gastrointestinali come diarrea, nausea, vomito, anoressia e mal di stomaco. Altri organoidi inclusi negli studi COVID sono vasi sanguigni, reni, fegati e campioni di occhi.

Tuttavia, il sistema organoide umano presenta alcuni svantaggi. Le colture organoidi sono costose da gestire e difficili da controllare. Mancano anche molti aspetti fisiologici dei modelli dal vivo. Inoltre, le risposte antivirali e il trofismo cellulare spesso variano tra i diversi studi. Una possibile ragione dell'incoerenza potrebbe essere la mancanza di protocolli standardizzati tra gli altri laboratori. Una mancanza di standardizzazione può influenzare lo stato di maturazione e la composizione cellulare degli organoidi. 

Implicazioni degli organoidi COVID-19

Implicazioni più ampie degli organoidi COVID-19 possono includere: 

• Le aziende farmaceutiche utilizzano sempre più gli organoidi per sviluppare nuovi vaccini e condurre più rapidamente le sperimentazioni sull'uomo.
• Altri scienziati si addestrano all'applicazione degli organoidi, compreso come progettarli e monitorarli mentre rispondono a vari farmaci sperimentali.
• Organoidi utilizzati nei programmi di formazione per una serie di ricercatori medici e scienziati.
• La creazione di organoidi interconnessi simili alla biologia umana, questa tendenza può aiutare i ricercatori a condurre esperimenti più accurati sugli effetti di COVID-19 e altri virus.
• Organoidi utilizzati per studiare lo stato post-infezione, compresi gli effetti a lungo termine su polmoni, cuore e cervello.
• Ospedali che incorporano tecniche basate su organoidi per personalizzare i piani di trattamento dei pazienti, migliorando il recupero e riducendo gli effetti collaterali.
• Le istituzioni educative modificano i programmi di studio per includere la tecnologia degli organoidi, dotando i futuri professionisti sanitari di competenze all’avanguardia.
• Le agenzie di regolamentazione adattano le linee guida per supervisionare la ricerca e l’applicazione degli organoidi, garantendo pratiche etiche e sicure nei progressi medici.

Domande da considerare

• In quale altro modo gli organoidi possono aiutare gli scienziati a saperne di più su varie malattie infettive?
• Quali potrebbero essere le altre potenziali sfide della sperimentazione con gli organoidi?