Os cientistas cultivam 'minipulmões' em um laboratório, infectam-nos com o coronavírus e assistem à batalha em tempo real
Em ambos os estudos, os cientistas observaram como o vírus danifica os alvéolos nos pulmões. Os alvéolos são sacos de ar em forma de balão que absorvem o oxigênio que respiramos e liberam o dióxido de carbono que exalamos.
Funcionários médicos verificam uma foto de raio-X de um pulmão de um paciente sofrendo de Covid-19 no Nouvel Hopital Civil de Strasbourg, leste da França, quinta-feira, 22 de outubro de 2020. (AP Photo: Jean-François Badias, Arquivo) O novo coronavírus é conhecido por atacar principalmente os pulmões, mas a forma como o ataque se desenvolve ainda é um assunto de pesquisa. Agora, dois estudos lançaram luz sobre esses processos usando a mesma abordagem. Cientistas desenvolveram modelos de pulmão em laboratório, os infectaram com SARS-CoV-2 e observaram a batalha entre as células pulmonares e o vírus.
Ambos os artigos foram publicados na revista Cell Stem Press. Um estudo é de pesquisadores sul-coreanos e do Reino Unido, incluindo da Universidade de Cambridge; a outra é de pesquisadores da Duke University e da University of North Carolina.
(Esquerda) Imagem representativa de organoide pulmonar 3D mostrando marcador de células-tronco alveolares; (à direita) imagem de Arvind Konkimalla mostra como uma única célula-tronco pulmonar se copiou para gerar milhares de células e gerar uma estrutura semelhante a tecidos respiratórios. Em ambos os estudos, os cientistas observaram como o vírus danifica os alvéolos nos pulmões. Os alvéolos são sacos de ar em forma de balão que absorvem o oxigênio que respiramos e liberam o dióxido de carbono que exalamos. Danos aos alvéolos causam pneumonia e dificuldade respiratória aguda - a principal causa de morte em Covid-19.
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Ambas as equipes desenvolveram o modelo usando mini-pulmões - ou organoides de pulmão. Os organóides foram cultivados a partir das células-tronco que reparam as porções mais profundas dos pulmões, onde o SARS-CoV-2 ataca. Elas são chamadas de células AT2. Siga Express Explained no Telegram
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A equipe do Reino Unido e da Coréia do Sul reprogramou as células AT2 de volta ao estágio anterior de células-tronco. Eles desenvolveram estruturas 3D do tipo alveolar auto-organizadas que imitam o comportamento do tecido pulmonar principal. Quando os modelos 3D foram expostos ao SARS-CoV-2, o vírus começou a se replicar rapidamente.
Em seis horas, as células começaram a produzir interferons - proteínas que agem como sinais de alerta para as células vizinhas. Após 48 horas, as células começaram a reagir. E após 60 horas da infecção, algumas das células alveolares começaram a se desintegrar, levando à morte celular e danos ao tecido.
No outro estudo, liderado pelo biólogo celular da Duke University, Purushothama Rao Tata, a equipe conseguiu uma única célula do pulmão para se multiplicar em milhares de cópias e criar uma estrutura que lembra os tecidos respiratórios do pulmão humano. Uma vez infectado com o vírus, o modelo mostrou uma resposta inflamatória.
A equipe também testemunhou a tempestade de citocinas - a hiper reação das moléculas do sistema imunológico que os pulmões lançam para combater a infecção.
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