COVID-19的呼吸模式,由patient-derived干细胞

发生在我们的呼吸道一旦我们暴露在COVID-19吗?气道三维模型,由patient-derived干细胞,可以提供答案关于感染的初始阶段。模型不仅复制了感染的过程,但可以用来测试潜在的抗病毒药物。

Ruby王,医学博士,主治医生在波士顿儿童肺医学部门,领导这项研究的合作与波士顿大学再生医学中心(BU)和波士顿医疗中心和BU国家新兴传染病实验室(NEIDL)。

“人类原发性支气管细胞研究下呼吸道感染的金标准,但我们的模型的价值在于,它不需要从患者获得组织航空公司、入侵过程,”王说。“我们的平台提供了一个取之不尽用之不竭的细胞用于建模和生产相关的气道细胞类型。”

从血液细胞模型气道

构建模型,王布鲁里溃疡和她的同事芬恩·霍金斯,MB, BCh,达雷尔Kotton,获得医学博士血细胞从两个个体和基因“重新编程”他们回到干细胞状态,与托尔斯滕Schlaeger博士和乔治·戴利,医学博士,博士,来自波士顿儿童干细胞项目。然后添加的因素干细胞形成所有主要行气管和支气管的上皮细胞类型,包括multi-ciliated、分泌和基底细胞。标志细胞受体ACE2在场stem-cell-derived航空公司,就像TMPRSS2,的一个关键酶,艾滋病病毒条目。

使用SARS-CoV-2活病毒布鲁里溃疡的三级生物安全水平的实验室设施,王的小组,处理NEIDL人员亚当·休谟,博士,Elke但是,博士成功感染模型气道和显示multi-ciliated气道细胞的病毒进入的初始点。

“这很重要,因为在推动气道粘液纤毛细胞有一个重要的函数,裹入病原体从肺部,”王说。“如果纤毛细胞受伤,病毒可以更容易地推动降低肺。”

建模SARS-CoV-2感染,测试治疗

一旦感染,模型气道安装一个健壮的抗病毒反应,生产1型和3型干扰素。该小组还观察到明显的炎症反应,炎症信号分子和增加产量增加干扰素刺激基因和基因的表达参与激活免疫细胞。

因为模型气道基因匹配的病人谁是派生的,它有助于测试COVID-19如何影响患者特定的潜在条件,可能会影响他们的易感性。

“我们还可以使用CRISPR基因编辑看到不同的基因突变的影响,”王说。她,斯图亚特·罗林斯博士和她的实验室的其他成员目前使用干细胞囊性纤维化(CF)病人来研究一个CF气道如何回应SARS-CoV-2和其他病原体。

或许最重要的是,该模型还可以用于测试潜在的治疗方法。团队进行抗病毒remdesivir,发现降低病毒复制。他们测试时发现同一camostat甲磺酸,抑制TMPRSS2,确认需要TMPRSS2呼吸道感染的病毒细胞。

团队的研究成果发表在《华尔街日报》美国Physiology-Lung细胞和分子生理学杂志》上。王在未来,计划利用气道模型研究οδ,和其他新变种和他们对治疗的反应患者和健康气道CF等疾病。