皮肤类器官为正在进行的对抗猴痘病毒的药物发现提供了一个强大的平台。在实验室研究m痘病毒感染的新模型系统为病毒攻击皮肤细胞的机制提供了有价值的见解,为寻找对抗这种新出现的病原体的创新药物提供了潜在的催化剂。
包括KAUST科学家在内的一个国际研究小组已经证明,实验室培养的人类皮肤干细胞衍生的3D结构(称为类器官)可以有效地促进m痘病毒的活跃复制,该病毒以前被称为猴痘病毒,在2022年的一次重大疫情期间迅速传播。这项研究结果发表在《自然微生物学》和《细胞发现》杂志上。
来自KAUST的生物信息学家Intikhab Alam和他的同事Roberto Incitti一起参与了这项研究,他说:“研究人员现在可以使用这个模型来研究m痘病毒是如何引起疾病的,并测试新的治疗方法。”
感染m痘病毒的人通常会出现皮疹和皮肤损伤,通常会导致疤痕和毁容——实验室培养的皮肤类器官现在有助于解释原因。
KAUST的Alam和Incitti与鹿特丹伊拉斯谟大学医学中心的Qiuwei Abdullah Pan和他的团队合作,报告了这种病毒在皮肤外层的主要细胞类型角化细胞中居住。在那里,病毒经历了四个组装步骤,研究人员可以在高倍显微镜下观察到这个过程。
研究人员进行的基因表达分析显示,许多病毒基因在感染后的几天内被激活。反过来,这种激活似乎诱导宿主细胞发生变化,导致与免疫和细胞死亡相关的多种人类基因活性发生变化。
这些基因改变可能损害皮肤的保护屏障,导致在感染者中观察到的特征性病变。
观察到的效果可以通过使用一种叫做特可维林的抗病毒药物来逆转。在被感染的类器官中,这种药物被证明在阻止病毒复制和破坏宿主细胞方面非常有效。
这一发现证实了tecovirimat抑制mpox的潜力,tecovirimat是一种被批准用于治疗相关天花病毒感染的药物。它们还强调了类器官系统作为一个多功能平台的潜力,可以用来筛选具有相似特性的新物质。
值得注意的是,痘的影响超出了与皮肤有关的问题。在严重的情况下,这种病毒会对内脏造成严重破坏。kaust附属的同一个研究小组先前开发了一种肾脏类器官系统,用于研究肾组织中的m痘感染。其他研究小组研究了m痘在结肠和脑类器官中的动态。
Incitti说:“这些研究都通过模拟不同组织中的感染和不同类型的疾病表现来相互补充。”
总的来说,在类器官模型上的努力——KAUST的研究人员和他们的合作者现在正在将其扩展到其他病毒感染系统——应该“有助于对抗当前的mpox爆发,并加强对未来大流行的准备,”Incitti说。
更多信息:李鹏飞等,人类皮肤类器官m痘病毒感染和药物治疗模型,Nature Microbiology(2023)。DOI: 10.1038 / s41564 - 023 - 01489 - 6
李鹏飞等,m痘病毒感染和损伤人类肾类器官,但对抗病毒治疗有反应,Cell Discovery(2023)。DOI: 10.1038/s41421-023-00545-z
由阿卜杜拉国王科技大学提供
引用:实验室培养的皮肤有助于解开m痘病毒感染的秘密(2023年,10月16日)
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