Cellule staminali riprogrammate per studiare l’infezione da SARS-Cov2

Due studi in parallelo hanno generato “mini-polmoni” coltivati a partire da cellule staminali che “riparano” le parti più profonde dei polmoni quando Sars-CoV-2 attacca e note come cellule alveolari. Secondo il gruppo di ricerca di Cambridge, i principali tessuti bersaglio di Sars-CoV-2, specialmente nei pazienti che sviluppano polmonite, sembrano essere proprio gli alveoli.

Gli scienziati hanno estratto le cellule alveolari dal tessuto donato e le hanno riprogrammate al loro precedente stadio di “cellule staminali” e le hanno indotte a crescere in strutture 3D simili ad alveoli “auto-organizzati” che imitano il comportamento del tessuto polmonare.

“Il nostro approccio ci ha permesso di sviluppare modelli 3D del tessuto polmonare chiave – in un certo senso, ‘mini-polmoni’ – in laboratorio e di studiare cosa succede quando vengono infettati”, dice Joo-Hyeon Lee, co-autore senior dell’articolo di Cambridge.

I ricercatori della Duke hanno adottato un approccio simile. Il team, guidato dal biologo cellulare Purushothama Rao Tata, afferma che il loro modello consentirà l‘esecuzione simultanea di centinaia di esperimenti per lo screening di nuovi farmaci candidati.

“Questo è un modello versatile che ci permette di studiare non solo Sars-CoV-2, ma qualsiasi virus respiratorio che prende di mira queste cellule, compresa l’influenza”, dice Tata. Entrambi i gruppi di ricerca hanno infettato i modelli con un ceppo di Sars-CoV-2 per capire meglio come si diffonde il virus e cosa succede nelle cellule polmonari in risposta alla malattia.

Il team di Cambridge ha lavorato con ricercatori della Corea del Sud per prelevare un campione del virus da un paziente che era stato infettato a gennaio dopo essere stato in viaggio a Wuhan. Utilizzando una combinazione di imaging a fluorescenza e analisi genetica delle singole cellule, sono stati in grado di studiare come le cellule hanno risposto al virus.

Quando i modelli 3D sono stati esposti a Sars-CoV-2, il virus ha iniziato a replicarsi rapidamente, raggiungendo la piena infezione cellulare solo sei ore dopo l’esposizione. La replicazione consente al virus di diffondersi in tutto il corpo, infettando altre cellule e tessuti, spiegano i ricercatori di Cambridge.

Sessanta ore dopo l’infezione, un sottogruppo di cellule alveolari ha iniziato a morire, danneggiando il tessuto polmonare. Sebbene i ricercatori abbiano osservato cambiamenti nelle cellule polmonari entro tre giorni dall’infezione, i sintomi clinici di Covid-19 si verificano raramente così rapidamente e talvolta possono essere necessari più di dieci giorni dopo l’esposizione.

“Fino ad ora siamo stati in grado di vederlo solo dalle autopsie”, dice Tata. “Ora abbiamo un modo per capire come energizzare le cellule per combattere questo virus mortale”, aggiunge. Ralph Baric, coautore dello studio della Duke, dice che userà i mini-polmoni per capire meglio un nuovo ceppo di Sars-CoV-2 chiamato D614G che è diventato la versione dominante del virus. Questo ceppo, emerso in Italia, ha una proteina spike che lo rende più contagioso.

Fonte: AGI