Nowe rodzaje komórek płucnych, które mogą zostać zainfekowane SARS-CoV-2 zostały zidentyfikowane przez naukowców z Sanford Burnham Prebys, University of California San Diego i ich międzynarodowych współpracowników. Komórki te obejmują niektóre bez znanych receptorów wirusowych. Ich praca może nie tylko doprowadzić do nowych odkryć na temat COVID-19, ale także pomóc w przewidywaniu wyników leczenia pacjentów. Wskazała im również lek, który może być przydatny w leczeniu niektórych pacjentów z COVID-19.

Artykuł ukazał się w PNAS 19 lipca 2024 r. Te ustalenia pojawiają się w momencie, gdy liczba przypadków COVID-19 rośnie. Ponad połowa stanów w kraju zgłosiła „bardzo wysoki” lub „wysoki” poziom infekcji, zgodnie z danymi Centers for Disease Control and Prevention.

Naukowcy wykorzystali indukowane pluripotentne komórki macierzyste (iPSC) do stworzenia różnych typów komórek płucnych i wyhodowania ludzkich płuc na mniejszą skalę — mini płuca. Korzystając z tych modeli, odkryli, że mogli zobaczyć zmianę charakteru pandemii. Wcześniejsze szczepy, takie jak Delta, powodowały bardziej śmiertelne zapalenia płuc, ponieważ wpływały na dolne komórki płuc. Późniejsze szczepy, takie jak Omicron, wpływały na więcej górnych komórek płuc i doprowadziły do ​​tego, że lekarze obserwowali mniej zapaleń płuc i więcej problemów z drogami oddechowymi i bólów gardła.

Zaobserwowali, że SARS-CoV-2 był w stanie ostro zarażać wiele wcześniej nieopisanych typów komórek w mini płucach. To samo miało miejsce podczas testowania różnych szczepów SARS-CoV-2, chociaż było jasne, że niektóre szczepy były skuteczniejsze w zarażaniu określonych typów komórek.

„Ludzie zwykli mówić, że SARS-CoV-2 infekuje tylko komórki z określonymi receptorami, zwłaszcza te z receptorem ACE2, o którym wiadomo, że wchodzi w interakcję z niesławnym białkiem kolca SARS-CoV-2” — powiedział Evan Snyder, starszy autor i dyrektor Sanford Burnham Prebys Center for Stem Cells and Regenerative Medicine. „Wykazaliśmy, że gdy bezpośredni punkt wejścia jest niedostępny, wirus po prostu przebija się przez błonę komórkową”.

Zespół badawczy po raz pierwszy poinformował również, że płuca są zdolne do samodzielnej reakcji zapalnej o charakterze przeciwwirusowym, bez pomocy układu odpornościowego, po wystawieniu na działanie SARS-CoV-2.

Wskazali kilka zalet swojego systemu mini-płuc. „W przypadku większości modeli do badania infekcji układu oddechowego nie można wyizolować konkretnej odpowiedzi komórkowej, ponieważ wszystkie komórki układu odpornościowego spieszą, aby pomóc poradzić sobie z najeźdźcami” — powiedział Snyder.

„Korzystanie z naszych organoidów płucnych lub „mini płuc” ma jeszcze jedną zaletę: możemy wybrać płeć komórek, więc nie badamy tylko tkanki płucnej dominującej u mężczyzn lub kobiet” — powiedziała główna autorka Sandra Leibel, dr n. med., neonatolog w Rady Children’s Hospital w San Diego. „To ważne, ponieważ wiemy, że płuca reagują inaczej w trakcie choroby, niezależnie od płci”. Ponadto zespół mógłby wytworzyć komórki iPSC od pacjentów z różnych grup rasowych i etnicznych, aby spróbować zrozumieć znaną dysproporcję w tej i innych chorobach — zarówno pod względem podatności na infekcje, ciężkości konsekwencji, jak i reakcji na różne leki.

„Chociaż wiele osób doświadcza łagodnych lub umiarkowanych objawów, COVID-19 nadal zabija” — dodał Leibel. „Ten wirus pozostanie z nami i musimy dowiedzieć się o nim wszystkiego, co możemy, aby móc ulepszyć leczenie i profilaktykę”.

Zespół wykazał również, że apilimod — lek obecnie badany pod kątem potencjalnego leczenia raka, SLA, demencji i różnych infekcji wirusowych — skutecznie blokuje tylne drzwi wejścia wirusa SARS-CoV-2 do komórek pozbawionych tradycyjnych punktów wejścia.

„Nasze dane wskazują, że apilimod może być terapią wspomagającą podawaną na wczesnym etapie w celu spowolnienia infekcji i zwiększenia skuteczności innych leków oraz wrodzonej odpowiedzi immunologicznej” – mówi Snyder.