Трехмерная модель дыхательных путей, сделанная из стволовых клеток пациентов, помогает ученым понять, как вирус, вызывающий COVID-19, поражает наши клетки. Модель можно использовать для тестирования потенциальных лекарств, сообщает пресс-служба Бостонской детской больницы (США). Результаты исследования опубликованы в American Journal of Physiology — Lung Cellular and Molecular Physiology. 

Чтобы построить модель, исследователи взяли клетки крови у двух человек и генетически «перепрограммировали» их обратно в состояние стволовых клеток. Затем они заставили стволовые клетки образовывать все основные типы эпителиальных клеток, выстилающих трахею и бронхи, включая реснитчатые, секреторные и базальные клетки. Ключевой клеточный рецептор ACE2 также воспроизвели, как и TMPRSS2 – основной фермент, который способствует проникновению вируса.

После ученые заразили модель живым вирусом SARS-CoV-2 и показали, что клетки дыхательных путей с множеством ресничек являются начальной точкой проникновения вируса. «Это важно, потому что реснитчатые клетки выполняют важную функцию в перемещении слизи дыхательных путей и захваченных патогенов из легких, – отмечает авторы работы. – Если реснитчатые клетки повреждены, вирусу легче попасть в нижние отделы легких».

После заражения модель дыхательных путей проявила устойчивый противовирусный ответ, проведя интерфероны типа 1 и типа 3. Команда также наблюдала заметную воспалительную реакцию с повышенным производством воспалительных сигнальных молекул и повышенной экспрессией генов, стимулируемых интерфероном, и генов, участвующих в активации иммунных клеток.

Поскольку модель дыхательных путей генетически соответствует пациенту, от которого получены клетки, она позволяет проверить, как COVID-19 влияет на пациентов с конкретными сопутствующими заболеваниями.

Команда также протестировала на модели противовирусный препарат ремдесивир и обнаружила, что вирус меньше распространяется под воздействием лекарства. То же самое ученые увидели, когда тестировали мезилат камостата, который ингибирует TMPRSS2, подтверждая, что вирусу требуется TMPRSS2 для заражения клеток дыхательных путей.