Organoidy COVID-19: narządy wykonane w laboratorium ułatwiają prace badawcze

• Autor:
• nazwisko autora

  Foresight Quantumrun
• Listopad 15, 2022

Podsumowanie spostrzeżeń

Organoidy, miniaturowe narządy pochodzące z komórek macierzystych, rewolucjonizują nasze rozumienie COVID-19, ściśle naśladując reakcję tkanek ludzkich. Dostarczają cennych informacji na temat wpływu wirusa na różne narządy, pomagając w opracowywaniu terapii celowanych i szczepionek. Konsekwencje badań nad organoidami wykraczają poza laboratorium i potencjalnie wpływają na programy nauczania, politykę regulacyjną i spersonalizowane metody leczenia.

Kontekst organoidów COVID-19

Wykorzystanie organoidów w badaniach nad COVID-19 umożliwiło szybki rozwój strategii walki z tą chorobą, w tym szczepionek i środków terapeutycznych. Organoidy lepiej odzwierciedlają fizjologię człowieka niż inne układy modelowe i skutecznie ujawniły wpływ wirusa na różne narządy, a także potencjalnych kandydatów na leki wpływające na chorobę. Są to miniaturowe, samoorganizujące się narządy wytworzone z dorosłych komórek macierzystych, które dokładniej odzwierciedlają żywą tkankę niż konwencjonalne linie komórkowe lub modele zwierzęce. 

Rozwój badań i testowania organoidów umożliwił dalsze zbadanie różnych dziedzin badawczych, w tym modelowania chorób, interakcji żywiciel-patogen i biobanków organoidów pochodzących od pacjentów. Na przykład w 2022 r. badacze zastosowali ludzkie organoidy płuc do badania chorób układu oddechowego, takich jak syncytialny wirus oddechowy (RSV) i grypa. Naukowcy odkryli, że oba wirusy zaburzają wzrost organoidów płuc.

Wyniki te dostarczają krytycznego wglądu w zachowanie się chorób układu oddechowego. W szczególności badanie wykazało, że organoidy można wykorzystać do modelowania chorób ludzkich w kontrolowanym środowisku, które naukowcy mogą wykorzystać do badań przesiewowych leków i do innych celów badawczych.

Zakłócający wpływ

Do badania różnych skutków zakażenia koronawirusem wykorzystano kilka organoidów. W szczególności organoid płuc był głównym punktem tych eksperymentów, ponieważ ten narząd jest najbardziej dotknięty. Badania obejmują różne tematy, w tym sposób: 

• wirus się rozprzestrzenia, 
• gospodarz odpowiada, 
• zmienność genetyczna wpływa na podatność wirusa i 
• potencjalne nowe leki mogą wchodzić w interakcje z organoidem. 

Natomiast organoidy mózgowe pomogły naukowcom ustalić, w jaki sposób ludzie utracili zmysł węchu po infekcji. Wyniki sugerują, że SARS-CoV-2 może być wirusem neurotropowym (wirusem atakującym głównie układ nerwowy). Naukowcy odkryli również wirusowe RNA w próbkach mózgu od zakażonych pacjentów. Badania nad organoidami jelitowymi ujawniły, w jaki sposób wirus wywoływał objawy żołądkowo-jelitowe, takie jak biegunka, nudności, wymioty, anoreksja i bóle brzucha. Inne organoidy uwzględnione w badaniach COVID to naczynia krwionośne, nerki, wątroby i próbki oczu.

Jednak ludzki układ organoidalny ma pewne wady. Hodowle organoidów są drogie w zarządzaniu i trudne do kontrolowania. Brakuje im również wielu fizjologicznych aspektów żywych modeli. Ponadto reakcje przeciwwirusowe i tropizm komórkowy często różnią się w różnych badaniach. Jedną z możliwych przyczyn niespójności może być brak standardowych protokołów w innych laboratoriach. Brak standaryzacji może wpływać na stan dojrzewania organoidów i skład komórkowy. 

Implikacje organoidów COVID-19

Szersze implikacje organoidów COVID-19 mogą obejmować: 

• Firmy farmaceutyczne coraz częściej wykorzystują organoidy do opracowywania nowych szczepionek i szybszego przeprowadzania badań na ludziach.
• Więcej naukowców szkoli się w stosowaniu organoidów, w tym o tym, jak je projektować i monitorować, gdy reagują na różne leki eksperymentalne.
• Organoidy wykorzystywane w programach szkoleniowych dla wielu badaczy medycznych i naukowców.
• Stworzenie połączonych organoidów przypominających biologię człowieka, ten trend może pomóc naukowcom w przeprowadzaniu dokładniejszych eksperymentów nad wpływem COVID-19 i innych wirusów.
• Organoidy używane do badania stanu po infekcji, w tym długoterminowego wpływu na płuca, serce i mózg.
• Szpitale stosujące techniki oparte na organoidach w celu personalizacji planów leczenia pacjentów, usprawnienia powrotu do zdrowia i ograniczenia skutków ubocznych.
• Instytucje edukacyjne modyfikujące programy nauczania o technologię organoidów, wyposażając przyszłych pracowników służby zdrowia w najnowocześniejsze umiejętności.
• Agencje regulacyjne dostosowujące wytyczne w celu nadzorowania badań i stosowania organoidów, zapewniając etyczne i bezpieczne praktyki w postępie medycznym.

Pytania do rozważenia

• Jak jeszcze organoidy mogą pomóc naukowcom dowiedzieć się więcej o różnych chorobach zakaźnych?
• Jakie mogą być inne potencjalne wyzwania związane z eksperymentowaniem z organoidami?