Biofilmele sunt comunităţi de bacterii foarte rezistente care reprezintă o provocare majoră în tratamentul infecţiilor. În timp ce studierea formării biofilmelor în condiţii de laborator a fost realizată pe scară largă, înţelegerea dezvoltării acestora în mediul complex al tractului respirator uman a rămas puţin cunoscută.
O echipă de cercetători de la Şcoala Politehnică Federală de Lausanne (EPFL) a rezolvat acum această problemă prin dezvoltarea cu succes a unor organoizi numiţi AirGels.
Organoizii sunt ţesuturi 3D miniaturale, cultivate din celule stem pentru a imita ţesuturile şi organele reale din corpul uman, permiţând oamenilor de ştiinţă să reproducă şi să studieze mediile complexe ale organelor în laborator, pentru a studia mai eficient bolile.
AirGels sunt modele de ţesut pulmonar uman, realizate prin bioinginerie în laborator, care deschid noi posibilităţi în cercetarea în domeniul infecţiilor.
Acestea revoluţionează cercetarea în domeniul infecţiilor prin imitarea proprietăţilor fiziologice ale mucoasei căilor respiratorii, inclusiv secreţia de mucus şi mişcările cililor.
Această tehnologie permite oamenilor de ştiinţă să studieze infecţiile căilor respiratorii într-un mod mai realist şi mai cuprinzător, reducând decalajul dintre studiile in vitro şi observaţiile clinice.
„Sunt multe de spus despre acest studiu, dar bioingineria organoizilor pentru cercetarea infecţiilor are un potenţial extraordinar”, spune Alexandre Persat de la EPFL, care a condus echipa de cercetători. Potrivit acestuia reuşita revoluţiionează acest domeniu medical.
În cadrul studiului, publicat marţi, în PLoS Biology, cercetătorii au folosit AirGels pentru a investiga rolul mucusului în procesul de formare a biofilmului de către Pseudomonas aeruginosa, o bacterie patogenă care este de obicei rezistentă la antibiotice.
Prin infectarea AirGels cu P. aeruginosa şi studierea acestora în direct prin microscopie de înaltă rezoluţie, cercetătorii au reuşit să urmărească în timp real formarea de biofilme de către bacterie.
Observaţiile lor au arătat că P. aeruginosa induce în mod activ contracţia mucusului gazdei sale cu ajutorul unor filamente retractile cunoscute sub numele de pili de tip IV (T4P).
Filamentele T4P generează forţele necesare pentru a contracta mucusul căilor respiratorii, ceea ce permite celulelor P. aeruginosa să se agregheze şi să formeze un biofilm.
Cercetătorii şi-au validat descoperirile prin simulări ulterioare şi experimente biofizice asupra unor exemplare de P. aeruginosa cu mutaţii.
Studiul arată că modelul organoid AirGel poate oferi o perspectivă unică asupra interacţiunilor mecanice dintre bacterii şi mediul în care trăiesc gazdele lor, în acest caz descoperind un mecanism necunoscut anterior care contribuie la formarea biofilmului în tractul respirator.
Capacitatea de a crea organoizi care să reproducă fidel mediul mucoasei deschide noi căi de explorare, permiţând cercetătorilor să descopere aspecte ignorate ale infecţiilor, investigând influenţa unor factori fiziologici suplimentari, cum ar fi temperatura, umiditatea, medicamentele şi factorii de stres chimic asupra dezvoltării şi progresiei infecţiei şi să dezvolte tratamente specifice împotriva agenţilor patogeni rezistenţi la antibiotice.
Articolul de mai sus este destinat exclusiv informării dumneavoastră personale. Dacă reprezentaţi o instituţie media sau o companie şi doriţi un acord pentru republicarea articolelor noastre, va rugăm să ne trimiteţi un mail pe adresa abonamente@news.ro.
