Científicos estadounidenses, británicos y surcoreanos difundieron sus desarrollos en laboratorio de modelos artificiales de “minipulmones” humanos. Conformados a partir de células madre, buscan investigar a la escala molecular dónde exactamente se produce la infección por coronavirus en el tejido pulmonar y probar medicamentos potenciales contra el COVID-19.
En dos investigaciones por separado, llegaron a modelos de “mini-pulmón 3D” que reparan las secciones más profundas de estas estructuras anatómicas del sistema respiratorio cuando el SARS-CoV-2 ataca. Son conocidas como células alveolares.
Tener acceso a los modelos para probar la propagación de SARS-CoV-2, el virus responsable del COVID-19, permitirá a los investigadores probar fármacos potenciales y obtener una mejor comprensión de por qué algunas personas sufren de la enfermedad peor que otras.
Ambas investigaciones fueron publicadas este 21 de octubre en Cell Stem Cell, una revista científica especializada en el campo de las células madre.
El doctor Joo-Hyeon Lee, coautor principal del artículo de la Universidad de Cambridge (UNC), afirmó que sorprendentemente aún se sabe poco acerca de cómo el SARS-CoV-2 infecta los pulmones y causa enfermedades.
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En su estudio de Cambridge (Reino Unido) y de varias universidades surcoreanas utilizaron tejido donado a bancos de tejidos para extraer células alveolares tipo 2 (AT2) del pulmón humano. Al reprogramar estas células a su etapa anterior de células madre, pudieron desarrollar estructuras 3D de tipo alveolar autoorganizadas que imitan el comportamiento del tejido pulmonar clave.
El equipo, liderado por el doctor Joo-Hyeon Lee, infectó los organoides con una cepa de SARS-CoV-2 tomada de un paciente de Corea del Sur que fue diagnosticado con COVID-19 en enero después de viajar a Wuhan, la ciudad china donde se originó la pandemia.
Usando una combinación de imágenes de fluorescencia y análisis genético de células individuales, pudieron estudiar cómo respondían las células al virus.
Los investigadores de la Universidad de Duke adoptaron un enfoque similar. El equipo, dirigido por el biólogo de la células, Purushothama Rao Tata, dice que su modelo permitirá que cientos de experimentos se ejecuten simultáneamente para detectar nuevos candidatos a la droga.
“Este es un sistema modelo versátil que nos permite estudiar no solo el SARS-CoV-2, sino también cualquier virus respiratorio que se dirija a estas células, incluida la influenza”, planteó Tata.
Para manejar de forma segura estos virus mortales, los investigadores utilizaron instalaciones de nivel tres de bioseguridad de última generación en Duke y UNC-CH para infectar organoides pulmonares. Los investigadores observaron la actividad génica y las señales químicas que producen las células pulmonares después de la infección.
“Este es un gran avance para el campo porque estábamos usando células que no tenían culturas purificadas”, dijo Ralph Baric, coautor del artículo y distinguido profesor de epidemiología, microbiología e inmunología en la UNC y autoridad mundial sobre coronavirus.
“Este es un trabajo increíblemente sofisticado para averiguar cómo purificar y cultivar células AT2 en forma pura”, dijo Baric.
“Esperamos utilizar nuestra técnica para hacer crecer estos modelos 3D a partir de células de pacientes que son particularmente vulnerables a las infecciones, como los ancianos o las personas con pulmones enfermos, y averiguar qué le sucede a su tejido”, añadió el doctor Lee.
