مینی کلیه های تولید شده در آزمایشگاه به کشف ارتباط بین دیابت و بیماری COVID-19 کمک می کند.

به مدت دو سال، هزاران دانشمند و پزشک در سراسر جهان برای درک چگونگی ایجاد COVID-19 و ارتباط آن با سایر انواع بیماری ها کار می کنند. مطالعات مختلف نشان می دهد که افراد مبتلا به دیابت بیشتر در معرض ابتلا به COVID-19 شدید هستند و همچنین بیش از 20٪ از بیماران بستری شده در بیمارستان به دلیل COVID-19 از آسیب حاد کلیه رنج می برند. با این حال، تا به امروز، مشخص نبود که چه عاملی باعث این اتفاق شده است.

اکنون، یک تیم بین‌المللی به سرپرستی نوریا مونتسرات، استاد پژوهشی ICREA در مؤسسه مهندسی زیستی کاتالونیا (IBEC) و همکاران بین‌المللی از مهندسی زیستی برای ایجاد کلیه‌های کوچکی استفاده کرده‌اند که کلیه افراد در مراحل اولیه دیابت را شبیه‌سازی می‌کنند.

در این همکاری بین المللی، محققان برای اولین بار استفاده از ارگانوئیدهای کلیه را برای درک مراحل اولیه دیابت در این اندام ارائه کردند. به منظور نشان دادن اینکه گیرنده ACE2 نقش اساسی در عفونت SARS-CoV-2 در کلیه ایفا می کند، این تیم همچنین از مهندسی ژنتیک برای تولید ارگانوئیدهای معیوب برای گیرنده های دیگر که تا به امروز به عنوان دروازه های ویروس توصیف شده اند، استفاده کرده اند. این مطالعه با استفاده از سلول‌های کلیه بیمار، نقش متابولیسم انرژی را در عفونت SARS-CoV-2 نشان می‌دهد و دری را به روی شناسایی مداخلات درمانی جدید برای درمان COVID-19 باز می‌کند. این مطالعه پیشگامانه به تازگی در مجله منتشر شده است متابولیسم سلولی.

مینی کلیه های دیابتی درگاه های بیشتری برای ورود SARS-CoV-2 دارند

کلیه های کوچک در آزمایشگاه از سلول های بنیادی پرتوان انسانی ساخته شده اند. برای بازتولید محیط دیابتی، محققان مینی کلیه ها را در شرایط کشت قرار داده اند که منجر به تولید مینی کلیه هایی با ویژگی های سلولی و تغییرات متابولیکی مشابه در کلیه های افراد مبتلا به دیابت در مراحل اولیه می شود.

محققان با استفاده از تکنیک‌های مختلف زیست‌شناسی مولکولی، مانند ویرایش ژن، مشاهده کرده‌اند که در مینی کلیه‌های دیابتی، فراوانی گیرنده ACE2 است که استعداد ابتلا به عفونت ویروسی را تعیین می‌کند و یک رابطه علّی بین دیابت و وجود یکی از آنها ایجاد می‌کند. گیرنده هایی که تاکنون به عنوان عامل تعیین کننده در عفونت SARS-CoV-2 توصیف شده اند.

النا گارتا، مؤسسه مهندسی زیستی کاتالونیا و اولین همکار نویسنده این مقاله می‌گوید: «مدل ارگانوئید کلیوی دیابتی ما به ما این امکان را داده است که مشاهده کنیم که کلیه‌های کوچک دیابتی، با تعداد بیشتری گیرنده ACE2، حساسیت بیشتری به عفونت‌های ویروسی دارند. مطالعه.

درک مکانیسم‌های مولکولی که زمینه ساز کووید-19 شدیدتر در بیماران مبتلا به دیابت و سایر بیماری‌های متابولیک همراه است، کاملاً ضروری است. ساخت یک ارگانوئید کلیه دیابتی گامی عالی به سوی تشریح تجربی چگونگی تأثیر تغییرات متابولیک بر SARS-CoV-2 است. جوزف پنینگر، مؤسسه بیوتکنولوژی مولکولی، می‌گوید: داده‌ها دوباره نشان می‌دهند که ACE2 گیرنده ضروری برای SARS-CoV-2 حتی در شرایط همبودی است.

علاوه بر این، با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته مانند تعیین توالی RNA، محققان دریافتند که مینی کلیه‌های دیابتی دارای امضای متابولیکی هستند که می‌تواند توضیح دهد که چرا مینی کلیه‌های دیابتی بیشتر عفونی می‌شوند.

دیابت حساسیت به عفونت SARS-CoV-2 را در سلول های بیمار افزایش می دهد.

برای بررسی اینکه آیا نتایج به‌دست‌آمده با کلیه‌های کوچک در اندام مادری نیز مشاهده می‌شود، محققان سلول‌های کلیه بیماران دیابتی و افراد بدون دیابت را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. داده‌ها نشان می‌دهند که سلول‌های کلیه بیماران دیابتی، مانند آنچه در مینی کلیه‌ها اتفاق می‌افتد، گیرنده‌های ACE2 بیشتری دارند و از میزان بالاتری از عفونت SARS-CoV-2 رنج می‌برند. محققان برای بررسی مکانیسم هایی که ممکن است چنین مشاهداتی را توضیح دهند، از ترکیبی استفاده کردند که وضعیت متابولیک سلول ها را تعدیل می کند و دریافتند که این درمان عفونت ویروسی را کاهش می دهد.

علی میرازیمی، استادیار مؤسسه کارولینسکا و یکی از محققان، می‌گوید: “این یافته، مکانیسم بالقوه‌ای را در پس موارد شدیدتر بیماران دیابتی روشن می‌کند. این فناوری توانایی ما را برای بررسی نحوه تعامل ویروس با اندام‌های مختلف بدن انسان افزایش می‌دهد.” از نویسندگان مربوطه مطالعه

مگان استانیفر، نویسنده اول این مطالعه می‌گوید: «ما نشان داده‌ایم که ویروس SARS-CoV-2 می‌تواند مستقیماً سلول‌های لوله پروگزیمال جدا شده از کلیه انسان را آلوده کند و دیابت این سلول‌ها را مستعد ابتلا به عفونت می‌کند.»

ارائه شده توسط موسسه مهندسی زیستی کاتالونیا (IBEC)