Selon une étude menée par Boston University publiée dans Humanities and Social Sciences Communications, une équipe de chercheurs s'est lancée dans un programme de plusieurs mois, quête collaborative et interdisciplinaire, combinant de multiples domaines d'expertise en virologie, en ingénierie tissulaire pulmonaire dérivée de cellules souches et en séquençage moléculaire profond pour commencer à répondre à ces questions. Ils ont simultanément infecté des dizaines de milliers de cellules pulmonaires humaines avec le virus SARS-CoV-2, puis ont suivi avec précision ce qui se passe dans toutes ces cellules au cours des premiers instants après l'infection.L'équipe a dû refroidir l'ensemble de son installation de recherche à haut confinement à l'intérieur du NEIDL à une température vive de 61 degrés Fahrenheit.
Les chercheurs ont révélé la carte la plus complète à ce jour de toutes les activités moléculaires déclenchées à l'intérieur des cellules pulmonaires au début de l'infection à coronavirus. Ils ont également découvert qu'il existe au moins 18 médicaments approuvés par la FDA qui pourraient potentiellement être réutilisés pour lutter contre les infections à la COVID-19 peu de temps après l'infection d'une personne. Expérimentalement, cinq de ces médicaments ont réduit la propagation du coronavirus dans les cellules pulmonaires humaines de plus de 90%
Selon les chercheurs, les virus ne peuvent pas se répliquer parce qu'ils n'ont pas la machinerie moléculaire pour fabriquer des protéines, c'est pourquoi ils comptent sur les cellules infectantes pour détourner les mécanismes internes des cellules et l'utiliser pour diffuser leur propre matériel génétique. Lorsque le SRAS-CoV-2 prend le dessus, il modifie complètement les processus métaboliques des cellules et endommage même les membranes nucléaires des cellules dans les trois à six heures suivant l'infection, ce que l'équipe a trouvé surprenant. En revanche, les cellules infectées par le virus mortel Ebola ne présentent aucun changement structurel évident à ces premiers moments de l'infection, et même aux stades tardifs de l'infection, la membrane nucléaire est toujours intacte
La membrane nucléaire entoure le noyau, qui contient la majorité des informations génétiques d'une cellule et contrôle et régule les fonctions cellulaires normales. Avec le noyau cellulaire compromis par le SRAS-CoV-2, les choses prennent rapidement une mauvaise tournure pour l'ensemble de la cellule. En état de siège, les cellules, qui jouent normalement un rôle dans le maintien de l'échange gazeux essentiel d'oxygène et de dioxyde de carbone qui se produit lorsque nous respirons, meurent. Au fur et à mesure que les cellules meurent, elles émettent également des signaux de détresse qui stimulent l'inflammation, déclenchant une cascade d'activités biologiques qui accélèrent la mort cellulaire et peuvent éventuellement conduire à une pneumonie, une détresse respiratoire aiguë et une insuffisance pulmonaire.
Les chercheurs ont tiré parti de l'expertise organoïde du CReM pour faire croître les cellules du sac aérien pulmonaire humain, le type de cellule qui tapisse l'intérieur des poumons. Les cellules du sac aérien sont généralement difficiles à cultiver et à maintenir en culture traditionnelle et difficiles à extraire directement des patients à des fins de recherche. C'est pourquoi de nombreuses recherches sur les coronavirus menées à ce jour par d'autres laboratoires se sont appuyées sur l'utilisation de types de cellules plus facilement disponibles, comme les cellules rénales de singes. Le problème avec cela est que les cellules rénales des singes ne réagissent pas de la même manière à l'infection à coronavirus que les cellules pulmonaires des humains, ce qui en fait un mauvais modèle pour étudier le virus - tout ce que l'on apprend d'eux ne se traduit pas facilement en résultats cliniquement pertinents pour traiter des patients humains.
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