Пытаясь определить вероятность возникновения COVID-19 в кишечнике человека и лучше понять, как человеческие клетки реагируют на SARS-CoV-2, ученые Европейской лаборатории молекулярной биологии использовали клетки кишечника человека для создания органоидов — трехмерной ткани. культуры, полученные из клеток человека, которые имитируют ткань или орган, из которого происходят клетки. Их выводы, опубликованные в журнале Molecular Systems Biology , указывают на возможность заражения кишечником хозяина и раскрывают сложности иммунного ответа на SARS-CoV-2.
«Предыдущее исследование показало, что SARS-CoV-2 может инфицировать кишечник», — говорит Теодор Александров, возглавляющий одну из двух задействованных групп EMBL. «Однако оставалось неясным, как клетки кишечника создают свой иммунный ответ на инфекцию».
Фактически, исследователи смогли определить тип клеток, наиболее серьезно инфицированных вирусом, как инфицированные клетки вызывают иммунный ответ и, что самое интересное, что SARS-CoV-2 подавляет иммунный ответ в инфицированных клетках. Эти результаты могут пролить свет на патогенез инфекции SARS-CoV-2 в кишечнике и указать, почему следует рассматривать кишечник, чтобы полностью понять, как развивается и распространяется COVID-19.
По словам Серджио Трианы, ведущего автора и докторанта в команде EMBL Александрова, исследователи наблюдали, как инфицированные клетки запускают каскад событий, которые производят сигнальную молекулу, называемую интерфероном.
«Интересно, что хотя у большинства клеток нашего кишечника был сильный иммунный ответ, вызванный интерфероном, клетки, инфицированные SARS-CoV-2, не реагировали таким же образом и вместо этого давали сильный провоспалительный ответ», — говорит Серджио. «Это говорит о том, что SARS-CoV-2 мешает передаче сигналов хозяина, нарушая иммунный ответ на клеточном уровне».
Коронавирусы, включая SARS-CoV-2, вызывают инфекцию, цепляясь за определенные белковые рецепторы, обнаруженные на поверхности определенных типов клеток. Среди этих рецепторов — белок ACE2. Интересно, что исследователи показали, что инфекция не объясняется исключительно присутствием ACE2 на поверхности клеток, что подчеркивает наши все еще ограниченные знания о COVID-19 даже после года огромных исследований по всему миру.
По мере того, как болезнь прогрессировала в органоидах, исследователи использовали секвенирование одноклеточной РНК, которое включает несколько методов амплификации и обнаружения РНК. Среди этих одноклеточных технологий Targeted Perturb-seq (TAP-seq) обеспечил чувствительное обнаружение SARS-CoV-2 в инфицированных органоидах. Исследовательская группа Ларса Стейнмеца в EMBL недавно разработала TAP-seq, который исследователи объединили с мощными вычислительными инструментами, что позволило им обнаруживать, количественно определять и сравнивать экспрессию тысяч генов в отдельных клетках органоидов.
«Это открытие может дать представление о том, как SARS-CoV-2 защищает себя от иммунной системы, и предложить альтернативные способы его лечения», — говорит Ларс. «Дальнейшие исследования могут помочь нам понять, как растет вирус и как он влияет на иммунную систему человека».
