Исследовательская группа успешно использовала человеческие респираторные органоиды (мини-органы) для размножения человеческого риновируса C (HRV-C), который ранее был устойчив к традиционному культивированию вируса. Этот прорыв открывает новые возможности для понимания этих распространенных респираторных вирусов и ускорения разработки вакцин и противовирусных препаратов. Результаты опубликованы в последнем выпуске Nature Communications .

Этого важного события в вирусологических исследованиях удалось достичь команде под руководством профессора Джейн Чжоу Цзе и профессора Юэня Квок-Юнга с кафедры микробиологии Школы клинической медицины медицинского факультета LKS Университета Гонконга (HKUMed) в сотрудничестве с профессором Гансом Клеверсом из Института Хубрехта, пионером в области органоидной технологии.

Фон HRV-C
Человеческие риновирусы (HRV), основные возбудители простуды, очень заразны и вызывают инфекции верхних дыхательных путей в течение всего года. На сегодняшний день идентифицировано более 160 серотипов HRV, которые классифицированы на типы A, B и C; и с 2006 года было обнаружено более 60 подтипов HRV-C.

Инфекции HRV-C обычно связаны с более тяжелыми симптомами и связаны с обострением астмы и других хронических респираторных заболеваний. За последние два десятилетия не было экспериментальных моделей для большого семейства HRV-C из-за их неспособности культивироваться в обычных клеточных линиях в лабораториях, что препятствовало прогрессу исследований в разработке противовирусных препаратов и вакцин для инфекций HRV-C.

Поэтому возникла острая необходимость в разработке новых методов культивирования HRV-C для разработки соответствующих вакцин и мощных лекарств для устранения его угрозы общественному здоровью. Инновационное использование человеческих респираторных органоидов, созданное исследовательской группой HKUMed, преодолело этот барьер, предоставив новую модельную систему для изучения и борьбы с HRV-C.

Первые в мире человеческие дыхательные органоиды
Исследовательская группа в сотрудничестве с профессором Гансом Клеверсом посвятила семь лет созданию первой в мире системы культивирования респираторных органоидов с использованием взрослых стволовых клеток легких и эпителиальных клеток носа. Благодаря четко определенным подходам к расширению и дифференциации группа успешно создала зрелые органоиды слизистой оболочки носа, дыхательных путей и альвеол.

Новаторская система культивирования респираторных органоидов позволяет ученым эффективно и стабильно реконструировать и расширять весь респираторный эпителий человека в лабораторных условиях. Эти отмеченные наградами биологически активные респираторные органоиды стали надежными универсальными инструментами для изучения респираторной биологии и связанных с ней заболеваний.

Результаты исследования
Исследовательская группа использовала респираторные органоиды для изоляции и последовательного распространения HRV-C, после чего последовала углубленная характеристика взаимодействия вируса с хозяином. Они продемонстрировали, что как органоиды дыхательных путей, так и носовые органоиды очень восприимчивы к HRV-C и способны эффективно изолировать вирус из клинических образцов.

При иммуносупрессии, опосредованной небольшой молекулой, органоиды дыхательных путей поддерживают последовательный проход HRV-C, в то время как носовые органоиды достигают этого без какого-либо вмешательства. Более того, носовые органоиды более чувствительны к инфекции HRV-C, чем органоиды дыхательных путей, вероятно, из-за более сильного противовирусного ответа органоидов дыхательных путей.

Наконец, исследование продемонстрировало применение модели инфекции HRV-C на основе органоидов для скрининга лекарств. Таким образом, эта инновационная модель может быть использована для разработки вакцин HRV-C и противовирусных препаратов.

Профессор Джейн Чжоу Цзе, возглавлявшая исследование, подчеркнула непревзойденную мощь человеческих респираторных органоидов в изучении HRV-C, заявив: «Наше исследование подчеркивает уникальную способность респираторных органоидов изучать HRV-C, от воспроизводимого размножения плохо культивируемого вируса до детального анализа взаимодействия вируса с хозяином и потенциального применения для разработки вакцин и противовирусных препаратов».

«Что еще более важно, это исследование устанавливает новую парадигму для размножения и изучения других некультивируемых вирусов человека. Биологически активные респираторные органоиды позволяют ученым воспроизводить респираторные вирусные инфекции, оценивать эффективность лекарств и разрабатывать вакцины и терапевтические средства для устранения рисков для общественного здравоохранения, создаваемых респираторными вирусами».

Профессор Кельвин То Кай-ван, председатель и клинический профессор того же факультета, отметил: «Прорывное исследование группы по исследованию HRV-C демонстрирует непоколебимую приверженность факультета научным инновациям и обеспечивает важную научную поддержку для реализации политики общественного здравоохранения».

Профессор Юэн Квок-Юнг, заведующий кафедрой микробиологии, подчеркнул: «Это знаменательное исследование, открывающее новые возможности для борьбы с этим вирусом простуды».