Ασπεργίλλωση μούχλα: Ένα μοντέλο λοίμωξης που βασίζεται σε τσιπ που αναπτύχθηκε από ερευνητές στην Ιένα της Γερμανίας, επιτρέπει τη ζωντανή μικροσκοπική παρατήρηση της βλάβης στον πνευμονικό ιστό που προκαλείται από την διεισδυτική μυκητιασική λοίμωξη ασπεργίλλωση.
Ένα μοντέλο λοίμωξης που βασίζεται σε τσιπ που αναπτύχθηκε από ερευνητές στην Ιένα της Γερμανίας, επιτρέπει τη ζωντανή μικροσκοπική παρατήρηση της βλάβης στον πνευμονικό ιστό που προκαλείται από την διεισδυτική μυκητιασική λοίμωξη ασπεργίλλωση. Η ομάδα ανέπτυξε αλγόριθμους για να παρακολουθεί την εξάπλωση των μυκητιακών υφών καθώς και την απόκριση των κυττάρων του ανοσοποιητικού. Η ανάπτυξη βασίζεται σε ένα μοντέλο πνεύμονα σε τσιπ που αναπτύχθηκε επίσης στην Ιένα και μπορεί να βοηθήσει στη μείωση του αριθμού των πειραμάτων σε ζώα. Τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν στο περιοδικό Biomaterials. Η ασπεργίλλωση είναι μια λοίμωξη από μούχλα που προκαλείται από τον Aspergillus fumigatus, ο οποίος συχνά επηρεάζει τους πνεύμονες. Η ασθένεια μπορεί να είναι θανατηφόρα, ειδικά σε ανοσοκατεσταλμένα άτομα. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η επεμβατική ασπεργίλλωση εμφανίζεται συνήθως με μυκητιακές υφές που εισβάλλουν στα αιμοφόρα αγγεία.
Μέχρι στιγμής, υπάρχουν μόνο λίγες δραστικές ουσίες που μπορούν να καταπολεμήσουν τέτοιες μυκητιάσεις. “Γι’ αυτό ήταν τόσο σημαντικό για εμάς να μπορέσουμε να αναπαραστήσουμε αυτήν την επεμβατική ανάπτυξη σε ένα μοντέλο”, λέει η Marie von Lilienfeld-Toal, η οποία ήταν συνεπικεφαλής της μελέτης. Ο παθολόγος είναι καθηγητής στο Τμήμα Εσωτερικής Ιατρικής ΙΙ στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Jena και διεξάγει έρευνα στο Ινστιτούτο Leibniz για Έρευνα Φυσικών Προϊόντων και Βιολογία Λοιμώξεων—Ινστιτούτο Hans Knöll (Leibniz-HKI) στη Jena, Γερμανία. Το νέο μοντέλο μόλυνσης από ασπεργίλλωση θα πρέπει να βοηθήσει στην καλύτερη παρακολούθηση τόσο της ανάπτυξης του μύκητα όσο και της αντίδρασης του ανοσοποιητικού συστήματος και στην εύρεση πιθανών νέων προσεγγίσεων για θεραπείες. Επιπλέον, μπορούν να δοκιμαστούν νέες δραστικές ουσίες. Η τεχνογνωσία για αυτό είναι διαθέσιμη στην Jena: Τα τσιπ οργάνων έχουν αναπτυχθεί εδώ και καιρό στο πανεπιστημιακό νοσοκομείο.
Εκεί ιδρύθηκε η startup Dynamic42, η οποία κατασκευάζει τα τσιπ πνευμόνων που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη. Η πρώτη συγγραφέας Mai Hoang προσχώρησε επίσης στην εταιρεία μετά την ολοκλήρωση του διδακτορικού της. “Με τη βοήθεια του τσιπ, μπορούμε να παρατηρήσουμε και να ποσοτικοποιήσουμε την ασπεργίλλωση τρισδιάστατα ζωντανά, κάτω από το μικροσκόπιο”, λέει ο επικεφαλής της μελέτης Marc Thilo Figge. Είναι επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας Applied Systems Biology στο Leibniz-HKI και καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Friedrich Schiller της Jena. Το μοντέλο οργάνου αποτελείται από δύο στρώματα κυττάρων που χωρίζονται από μια τεχνητή μεμβράνη. Το ένα στρώμα εκτίθεται στον αέρα και αποτελείται από επιφανειακά κύτταρα του πνεύμονα. Το άλλο στρώμα αποτελείται από κύτταρα αιμοφόρων αγγείων, με ένα θρεπτικό διάλυμα που μοιάζει με αίμα να ρέει συνεχώς δίπλα τους.
Σε αυτό το μοντέλο, οι ερευνητές πρόσθεσαν στη συνέχεια τον μύκητα. «Με αυτόν τον τρόπο, μετατρέψαμε το μοντέλο οργάνου σε μοντέλο μόλυνσης», εξηγεί η Susann Hartung, μέλος της ομάδας Infections in Hematology/Oncology στο Leibniz-HKI και μία από τις τρεις πρώτες συγγραφείς. Η δυσκολία, λέει, ήταν να καθοριστεί η σωστή σοβαρότητα της λοίμωξης. “Αν προσθέσουμε πάρα πολύ Aspergillus fumigatus στο μοντέλο, τα κύτταρα του πνεύμονα πεθαίνουν. Εάν είναι πολύ λίγο, δεν βλέπουμε τίποτα”, προσθέτει ο μοριακός βιολόγος. Ανθρώπινα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος ή διάφορα φάρμακα, για παράδειγμα, μπορούν στη συνέχεια να προστεθούν σε αυτό το σύστημα, όπως δείχνει η ερευνητική ομάδα στην τρέχουσα μελέτη. Η αξιολόγηση των τρισδιάστατων μικροσκοπικών δεδομένων παρουσίασε μια μεγάλη πρόκληση.
“Αν κοιτάξουμε απλώς τις εικόνες, έχουμε μια αίσθηση της εξέλιξης της λοίμωξης, αλλά δεν μπορούμε να την ποσοτικοποιήσουμε. Για αυτό, χρειαζόμαστε αλγόριθμους που μπορούν να διακρίνουν τις μυκητιακές υφές ή τα κύτταρα του ανοσοποιητικού από τα κύτταρα των ιστών καθώς και τα γύρω περιβάλλον”, εξηγεί ο Zoltán Cseresnyés, ο οποίος είναι επίσης ο πρώτος συγγραφέας της εργασίας. Είναι μέλος της ομάδας του Figge που ειδικεύεται στην αυτοματοποιημένη ανάλυση εικόνας. Για να είναι δυνατή η διάκριση μεταξύ τους από τον υπολογιστή, οι διαφορετικοί τύποι κυψελών κωδικοποιούνται με χρώμα χρησιμοποιώντας φθορίζουσες βαφές. “Για παράδειγμα, η ένταση του φθορισμού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσδιοριστεί πόσους μύκητες έχει φάει ένα κύτταρο του ανοσοποιητικού”, εξηγεί ο Cseresnyés.
Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις για την υγεία από την Ελλάδα και τον Κόσμο
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο κανάλι μας στο YouTube
