과학자들은 실험실에서 '미니 폐'를 키워 코로나바이러스에 감염시키고 실시간으로 전투를 지켜본다

두 연구에서 과학자들은 바이러스가 폐의 폐포를 손상시키는 방법을 관찰했습니다. 폐포는 우리가 호흡하는 산소를 흡수하고 우리가 내쉬는 이산화탄소를 방출하는 풍선과 같은 기낭입니다.

2020년 10월 22일 목요일, 프랑스 동부 스트라스부르의 누벨 병원에서 의료진들이 코로나19로 고통받는 환자의 폐 엑스레이 사진을 확인하고 있다. (AP 사진: Jean-Francois Badias, 파일)

새로운 코로나바이러스는 주로 폐를 공격하는 것으로 알려져 있지만 공격이 어떻게 전개되는지는 여전히 연구 대상입니다. 이제 두 개의 연구가 동일한 접근 방식을 사용하여 이러한 프로세스를 조명했습니다. 과학자들은 실험실에서 폐 모델을 개발하여 SARS-CoV-2에 감염시키고 폐 세포와 바이러스 간의 전투를 관찰했습니다.

두 논문 모두 Cell Stem Press 저널에 게재되었습니다. 한 연구는 케임브리지 대학을 포함한 한국과 영국 연구원들이 수행한 것입니다. 다른 하나는 듀크 대학교와 노스캐롤라이나 대학교의 연구원들에 의한 것입니다.

(왼쪽) 폐포 줄기 세포 마커를 보여주는 3D 폐 오르가노이드의 대표적인 이미지; (오른쪽) Arvind Konkimella의 이미지는 단일 폐 줄기 세포가 스스로를 복제하여 수천 개의 세포를 생성하고 호흡 조직과 유사한 구조를 생성하는 방법을 보여줍니다.

두 연구에서 과학자들은 바이러스가 폐의 폐포를 손상시키는 방법을 관찰했습니다. 폐포는 우리가 호흡하는 산소를 흡수하고 우리가 내쉬는 이산화탄소를 방출하는 풍선과 같은 기낭입니다. 폐포 손상은 코비드-19의 주요 사망 원인인 폐렴 및 급성 호흡 곤란을 유발합니다.

두 팀 모두 미니 폐 또는 폐 오르가노이드를 사용하여 모델을 개발했습니다. 오르가노이드는 SARS-CoV-2가 공격하는 폐의 가장 깊은 부분을 복구하는 줄기 세포에서 성장했습니다. 이를 AT2 세포라고 합니다. Telegram에서 Express 설명을 따르십시오

영국과 한국 팀은 AT2 세포를 초기 줄기 세포 단계로 다시 프로그래밍했습니다. 그들은 주요 폐 조직의 행동을 모방하는 자가 조직의 폐포와 같은 3D 구조를 성장시켰습니다. 3D 모델이 SARS-CoV-2에 노출되었을 때 바이러스가 빠르게 복제되기 시작했습니다.

6시간 만에 세포는 인접 세포에 경고 신호로 작용하는 단백질인 인터페론을 생성하기 시작했습니다. 48시간 후, 세포는 반격을 시작했습니다. 그리고 감염 후 60시간이 지나면 일부 폐포 세포가 분해되기 시작하여 세포가 사멸되고 조직이 손상됩니다.

Duke University 세포 생물학자인 Purushothama Rao Tata가 이끄는 다른 연구에서 팀은 단일 폐 세포가 수천 개의 사본으로 증식하여 인간 폐의 호흡 조직과 유사한 구조를 만들었습니다. 바이러스에 감염되면 모델은 염증 반응을 보였습니다.

팀은 또한 사이토카인 폭풍(cytokine storm)을 목격했습니다. 즉, 폐가 감염과 싸우기 위해 발사하는 면역 분자의 과반응입니다.

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