COVID-19 ორგანოიდები: ლაბორატორიული ორგანოები აადვილებენ კვლევის ძალისხმევას

• ავტორი:
• ავტორის სახელი

  Quantumrun Foresight
• ნოემბერი 15, 2022

Insight რეზიუმე

ორგანოიდები, ღეროვანი უჯრედებიდან მიღებული მინიატურული ორგანოები, რევოლუციას ახდენენ ჩვენს გაგებაში COVID-19-ის შესახებ, ადამიანის ქსოვილის პასუხის მჭიდრო იმიტაციით. ისინი გვაწვდიან ღირებულ შეხედულებებს ვირუსის გავლენის შესახებ სხვადასხვა ორგანოებზე, რაც ხელს უწყობს მიზნობრივი თერაპიისა და ვაქცინების შემუშავებას. ორგანოიდური კვლევის შედეგები ვრცელდება ლაბორატორიის ფარგლებს გარეთ და პოტენციურად ახდენს გავლენას საგანმანათლებლო კურიკულუმებზე, მარეგულირებელ პოლიტიკასა და პერსონალიზებულ სამედიცინო მკურნალობაზე.

COVID-19 ორგანოიდების კონტექსტი

ორგანოიდების გამოყენებამ COVID-19-ის კვლევისთვის საშუალება მისცა სტრატეგიების სწრაფი შემუშავება დაავადების დასაძლევად, მათ შორის ვაქცინები და თერაპიული საშუალებები. ორგანოიდები უფრო მჭიდროდ ასახავს ადამიანის ფიზიოლოგიას, ვიდრე სხვა მოდელის სისტემებს და წარმატებით გამოავლინეს ვირუსის ეფექტები სხვადასხვა ორგანოებზე, ისევე როგორც წამლების პოტენციურ კანდიდატებზე, რომლებიც გავლენას ახდენენ დაავადებაზე. ეს არის მინიატურული, თვითორგანიზებული ორგანოები, რომლებიც წარმოიქმნება ზრდასრული ღეროვანი უჯრედებისგან, რომლებიც წარმოადგენენ ცოცხალი ქსოვილის უფრო ზუსტ წარმოდგენას, ვიდრე ჩვეულებრივი უჯრედული ხაზები ან ცხოველების მოდელები. 

ორგანოიდების კვლევისა და ტესტირების გაფართოებამ საშუალება მისცა სხვადასხვა კვლევის სფეროს შემდგომი გამოკვლევისთვის, მათ შორის დაავადების მოდელირება, მასპინძელი პათოგენის ურთიერთქმედება და პაციენტისგან მიღებული ორგანოიდური ბიობანკები. მაგალითად, 2022 წელს მკვლევარებმა გამოიყენეს ადამიანის ფილტვის ორგანოიდები რესპირატორული დაავადებების შესასწავლად, როგორიცაა რესპირატორული სინციციალური ვირუსი (RSV) და გრიპი. მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ ორივე ვირუსი აფერხებს ფილტვის ორგანოიდების ზრდას.

ეს შედეგები იძლევა კრიტიკულ შეხედულებებს რესპირატორული დაავადებების ქცევაზე. კერძოდ, კვლევამ აჩვენა, რომ ორგანოიდების გამოყენება შესაძლებელია კონტროლირებად გარემოში ადამიანის დაავადებების მოდელირებისთვის, რომლებიც მეცნიერებს შეუძლიათ გამოიყენონ წამლების სკრინინგისთვის და სხვა კვლევითი მიზნებისთვის.

დამრღვევი გავლენა

კორონავირუსის სხვადასხვა ეფექტის შესასწავლად გამოიყენეს რამდენიმე ორგანოიდი. კერძოდ, ფილტვის ორგანოიდი იყო ამ ექსპერიმენტების ძირითადი კეროვანი წერტილი, რადგან ეს ორგანო ყველაზე მეტად დაზარალდა. კვლევები მოიცავს სხვადასხვა თემებს, მათ შორის როგორ: 

• ვირუსი ვრცელდება, 
• მასპინძელი პასუხობს, 
• გენეტიკური ცვალებადობა გავლენას ახდენს ვირუსის მგრძნობელობაზე და 
• პოტენციურ ახალ პრეპარატებს შეუძლიათ ურთიერთქმედება ორგანოიდთან. 

ამის საპირისპიროდ, ტვინის ორგანოიდები დაეხმარნენ მეცნიერებს იმის დადგენაში, თუ როგორ დაკარგეს ადამიანებმა ყნოსვა ინფექციის შემდეგ. შედეგები ვარაუდობს, რომ SARS-CoV-2 შესაძლოა იყოს ნეიროტროპული ვირუსი (ვირუსი, რომელიც უპირველეს ყოვლისა ნერვულ სისტემას ესხმის). მეცნიერებმა ასევე აღმოაჩინეს ვირუსული რნმ ინფიცირებული პაციენტების ტვინის ნიმუშებში. ნაწლავის ორგანოოიდებზე ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა, თუ როგორ იწვევდა ვირუსი კუჭ-ნაწლავის სიმპტომებს, როგორიცაა დიარეა, გულისრევა, ღებინება, ანორექსია და კუჭის ტკივილი. სხვა ორგანოიდები, რომლებიც შედის COVID კვლევებში, არის სისხლძარღვები, თირკმელები, ღვიძლი და თვალის ნიმუშები.

თუმცა, ადამიანის ორგანოოიდულ სისტემას აქვს გარკვეული უარყოფითი მხარეები. ორგანოიდური კულტურების მართვა ძვირია და ძნელია კონტროლი. მათ ასევე აკლიათ ცოცხალი მოდელების მრავალი ფიზიოლოგიური ასპექტი. გარდა ამისა, ანტივირუსული რეაქციები და უჯრედული ტროპიზმი ხშირად განსხვავდება სხვადასხვა კვლევებში. შეუსაბამობის ერთ-ერთი შესაძლო მიზეზი შეიძლება იყოს სხვა ლაბორატორიებს შორის სტანდარტიზებული პროტოკოლების არარსებობა. სტანდარტიზაციის ნაკლებობამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს ორგანოიდების მომწიფების სტატუსზე და უჯრედულ შემადგენლობაზე. 

COVID-19 ორგანოიდების გავლენა

COVID-19 ორგანოიდების უფრო ფართო შედეგები შეიძლება მოიცავდეს: 

• ფარმაცევტული კომპანიები სულ უფრო ხშირად იყენებენ ორგანოიდებს ახალი ვაქცინების შესაქმნელად და ადამიანებზე ცდების უფრო სწრაფად ჩასატარებლად.
• უფრო მეტი მეცნიერი სწავლობს ორგანოიდების გამოყენებას, მათ შორის, თუ როგორ უნდა შექმნან ისინი და დააკვირდნენ მათ, როდესაც ისინი რეაგირებენ სხვადასხვა ექსპერიმენტულ წამლებზე.
• ორგანოიდები გამოიყენება სხვადასხვა სამედიცინო მკვლევართა და მეცნიერთა სასწავლო პროგრამებში.
• ადამიანის ბიოლოგიის მსგავსი ურთიერთდაკავშირებული ორგანოიდების შექმნა, ეს ტენდენცია მკვლევარებს დაეხმარება ჩაატარონ უფრო ზუსტი ექსპერიმენტები COVID-19-ის და სხვა ვირუსების ეფექტებზე.
• ორგანოიდები გამოიყენება პოსტინფექციური მდგომარეობის შესასწავლად, მათ შორის ფილტვებზე, გულსა და ტვინზე გრძელვადიანი ზემოქმედების ჩათვლით.
• საავადმყოფოები, რომლებიც აერთიანებენ ორგანოიდებზე დაფუძნებულ ტექნიკას პაციენტის მკურნალობის გეგმების პერსონალიზებისთვის, გამოჯანმრთელების გასაძლიერებლად და გვერდითი ეფექტების შესამცირებლად.
• საგანმანათლებლო დაწესებულებები მოდიფიცირებენ სასწავლო გეგმებს, რათა შეიცავდეს ორგანოიდულ ტექნოლოგიას, აღჭურვას მომავალი ჯანდაცვის პროფესიონალები უახლესი უნარებით.
• მარეგულირებელი სააგენტოები ადაპტირებენ გაიდლაინებს, რათა ზედამხედველობა გაუწიონ ორგანოიდების კვლევასა და გამოყენებას, უზრუნველყოფენ ეთიკურ და უსაფრთხო პრაქტიკას სამედიცინო მიღწევებში.

კითხვები გასათვალისწინებელია

• სხვაგვარად როგორ შეუძლიათ ორგანოოიდებს დაეხმარონ მეცნიერებს მეტი გაიგონ სხვადასხვა ინფექციური დაავადების შესახებ?
• რა შეიძლება იყოს სხვა პოტენციური გამოწვევები ორგანოოიდებთან ექსპერიმენტებისას?