Міні-модель кишечника показує, як віруси Ебола та Марбург порушують роботу шлунково-кишкового тракту

Віруси Ебола (EBOV) та Марбург (MARV) є високолетальними вірусами, які викликають тяжкі захворювання у інфікованих пацієнтів, завдаючи значної шкоди організму. Це стосується і шлунково-кишкового тракту. Тяжка діарея, що супроводжується зневодненням, є основною причиною смерті пацієнтів, хворих на EBOV та MARV, проте роль слизової оболонки кишечника (епітелію) у цих наслідках залишається недостатньо вивченою.

Нове дослідження, першим автором якого є Елізабет Івонн Флорес, доктор філософії проливає світло на механізми, що лежать в основі цього пошкодження. Ці висновки опубліковані в журналі PLOS Pathogens.

Як віруси впливають на клітини кишечника

Дослідження виявило, що як EBOV, так і MARV здатні інфікувати та реплікуватися в епітеліальних клітинах кишечника людини, а також що віруси порушують здатність клітин регулювати секрецію рідини, що відображає тяжкі симптоми, які спостерігаються у пацієнтів.

«Це дослідження покращує наше розуміння того, як філовірусні інфекції пошкоджують кишечник, та визначає потенційні клітинні шляхи для цільового лікування», — пояснює співавторка дослідження, докторка наук Ельке Мюльбергер, професорка вірусології, імунології та мікробіології.

«Воно також підкреслює, наскільки корисними є органоїди, отримані з iPSC, для вивчення вірусних захворювань».

Використання органоїдів для моделювання інфекції

Щоб вивчити реальну тканину кишечника людини в контрольованому середовищі, дослідники виростили органоїди — мініатюрні 3D-структури, що імітують тканину кишечника та товстої кишки людини, з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин (iPSC), типу стовбурових клітин, створених у лабораторії з звичайних дорослих клітин, таких як клітини шкіри або крові. Потім вони успішно інфікували ці «міні-кишечники» вірусами EBOV і MARV, спостерігаючи, що віруси можуть реплікуватися в тканині.

Відмінності реакції тонкого та товстого кишечника

Аналізуючи ознаки генної активності в інфікованих органоїдах, вони виявили, що органоїди, схожі на тонкий кишечник, і ті, що схожі на товсту кишку, по-різному реагували на інфекцію, причому в органоїдах товстої кишки спостерігалася більш серйозна дисфункція.

Інфекції порушували ключові сигнальні шляхи, що беруть участь у транспорті іонів і рідини в кишечнику, і пошкоджували структуру слизової оболонки кишечника, включаючи апікальні та сполучні компоненти, які контролюють проникність кишкової стінки.

Наслідки для лікування та майбутніх досліджень

Ці зміни можуть допомогти пояснити, як ці віруси викликають масову втрату рідини, що призводить до небезпечної для життя діареї. Також встановлено, що інфіковані міні-кишечники демонстрували затримку вродженої імунної відповіді, зокрема у виробленні генів, стимульованих інтерфероном, які зазвичай допомагають боротися з вірусами.

«Платформа органоїдів успішно фіксує ключові особливості патології шлунково-кишкового тракту людини, що робить її потужним інструментом для майбутніх досліджень з метою кращого розуміння взаємодії між хазяїном і патогеном та виявлення потенційних терапевтичних мішеней для лікування цих смертельних захворювань», — сказав співавтор статті Густаво Мостославський, доктор медичних наук, професор медицини та вірусології, імунології та мікробіології.

ДЖЕРЕЛО: Medical Xpress

На платформі Accemedin багато цікавих заходів! Аби не пропустити їх, підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.