ایجاد تحول در بررسی عفونت های ریوی با ارگانوئیدها

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، بیوفیلم ها جوامع بسیار مقاومی از باکتری ها هستند که چالش بزرگی در درمان عفونت ها به شمار می روند. در حالی که مطالعه تشکیل بیوفیلم در شرایط آزمایشگاهی به طور گسترده انجام شده است، درک توسعه آنها در محیط پیچیده دستگاه تنفسی انسان مبهم باقی مانده است.

تیمی از محققان به رهبری الکساندر پرسات در EPFL اکنون با توسعه موفقیت آمیز ارگانوئیدهایی به نام AirGels این مشکل را برطرف کرده اند. ارگانوئیدها بافت های سه بعدی مینیاتوری و خودسازمان یافته هستند که از سلول های بنیادی برای تقلید از بافت ها و اندام های واقعی بدن در بدن انسان رشد می کنند. آنها نشان دهنده یک تغییر پارادایم در این زمینه هستند که دانشمندان را قادر می سازد محیط های پیچیده اندام ها را در آزمایشگاه تکرار و مطالعه کنند.

AirGels که توسط تامارا روسی و همکارانش ساخته شده اند، مدل های مهندسی زیستی بافت ریه انسان هستند که فرصت های جدیدی را در تحقیقات عفونت ایجاد می کنند. آنها با تقلید دقیق خواص فیزیولوژیکی مخاط راه هوایی، از جمله ترشح مخاط و ضربان مژه ای، تحقیقات مربوط به عفونت را متحول کردند. این فناوری به دانشمندان اجازه می دهد تا عفونت های راه هوایی را به شیوه ای واقع بینانه و جامع تر مطالعه کنند و شکاف بین مطالعات آزمایشگاهی و مشاهدات بالینی را پر کنند.

در این مطالعه که در PLoS Biology منتشر شده است، محققان از AirGels برای بررسی نقش مخاط در فرآیند تشکیل بیوفیلم توسط Pseudomonas aeruginosa، یک باکتری بیماری زا که معمولاً به آنتی بیوتیک ها مقاوم است، استفاده کردند.

مشاهدات آنها نشان داد که P. aeruginosa به طور فعال انقباض مخاط میزبان خود را با استفاده از رشته های جمع شونده معروف به نوع IV pili (T4P) القا می کند. رشته های T4P نیروهای لازم را برای انقباض مخاط راه هوایی ایجاد می کنند که به سلول های P. aeruginosa اجازه می دهد جمع شوند و یک بیوفیلم تشکیل دهند. محققان یافته های خود را با شبیه سازی های بعدی و آزمایش های بیوفیزیکی بر روی جهش یافته های P. aeruginosa تایید کردند.

این مطالعه نشان می دهد که مدل ارگانوئید AirGel می تواند بینش های منحصربه فردی را در مورد فعل و انفعالات مکانیکی بین باکتری ها و محیط های میزبان هایشان ارائه دهد، در این مورد مکانیسمی را که قبلاً ناشناخته است کشف می کند که به تشکیل بیوفیلم در دستگاه تنفسی کمک می کند.