12 مه 2022 - به مدت دو سال است که هزاران دانشمند و پزشک در سراسر جهان برای درک چگونگی ایجاد کووید-19 و ارتباط آن با انواع دیگر بیماریها تحقیق می کنند. مطالعات مختلف نشان داده اند که افراد مبتلا به دیابت بیشتر در معرض ابتلا به COVID-19 شدید هستند و همچنین بیش از 20٪ از بیماران بستری شده در بیمارستان به دلیلCOVID-19 ، از آسیب حاد کلیوی رنج می برند. با این حال، تا به امروز، مشخص نبود که چه عاملی باعث این اتفاق می شود.
اکنون، یک تیم بین‌المللی به رهبری دکتر نوریا مونتسرات، استاد پژوهشی ICREA در مؤسسه مهندسی زیستی کاتالونیا (IBEC) و همکاران بین‌المللی آنها، از مهندسی زیستی برای ایجاد کلیه‌های کوچکی استفاده کرده‌اند که کلیه ی افراد در مراحل اولیه ی دیابت را شبیه‌سازی می‌کنند.
در این همکاری بین المللی، محققان برای اولین بار از ارگانوئیدهای کلیه را برای درک تاثیر مراحل اولیه دیابت بر این اندام، استفاده کردند. به منظور نشان دادن اینکه گیرندهACE2 ، نقشی اساسی در عفونتSARS-CoV-2 در کلیه ایفا می کند، این تیم همچنین از مهندسی ژنتیک برای تولید ارگانوئیدهای معیوب برای گیرنده های دیگر که تا به امروز به عنوان دروازه های ویروس توصیف شده اند، استفاده کردند. این مطالعه با استفاده از سلول‌های کلیه بیماران، نقش متابولیسم انرژی را در عفونتSARS-CoV-2 نشان داد و دری را به روی شناسایی مداخلات درمانی جدید برای درمان COVID-19 باز کرد. این مطالعه ی پیشگامانه به تازگی در مجله Cell Metabolism منتشر شده است.
مینی کلیه های دیابتی درگاه های بیشتری برای ورود SARS-CoV-2 دارند
کلیه های کوچک آزمایشگاهی از سلول های بنیادی پرتوان انسانی ساخته شدند. برای بازتولید محیط دیابتی، محققان مینی کلیه ها را در محیطی قرار دادند که منجر به تولید مینی کلیه هایی با ویژگی های سلولی و تغییرات متابولیکی مشابه با کلیه های افراد مبتلا به دیابت در مراحل اولیه شد.
محققان با استفاده از تکنیک‌های مختلف زیست‌شناسی مولکولی، مانند ویرایش ژن، مشاهده کردند که در مینی کلیه‌های دیابتی، گیرنده ACE2 فراوان هستند، که استعداد ابتلا به عفونت ویروسی را تعیین می‌کند و یک رابطه علّی بین دیابت و وجود یکی از گیرنده هایی که تاکنون به عنوان عامل تعیین کننده در عفونت SARS-CoV-2 توصیف شده اند، را نشان می دهد.
دکتر النا گارتا، از مؤسسه مهندسی زیستی کاتالونیا و یکی از نویسندگان اول این مقاله، گفت: با کمک این مدل ارگانوئید کلیوی دیابتی، ما مشاهده نمودیم که کلیه‌های کوچک دیابتی، با تعداد بیشتری گیرنده ACE2، حساسیت بیشتری به عفونت‌های ویروسی دارند.
درک مکانیسم‌های مولکولی که زمینه ساز کووید-19 شدیدتر در بیماران مبتلا به دیابت و سایر بیماریهای متابولیک همراه است، کاملاً ضروری است. ساخت یک ارگانوئید کلیه ی دیابتی، گامی عالی به سوی تشریح تجربی چگونگی تأثیر تغییرات متابولیک بر SARS-CoV-2 است. جوزف پنینگر، از مؤسسه بیوتکنولوژی مولکولی، گفت: این داده‌ها مجددا نشان می‌دهند که ACE2 گیرنده ی ضروری برای SARS-CoV-2 حتی در بیماریهای هم آیند(comorbidity) است.
علاوه بر این، با استفاده از تکنیک‌های پیشرفته مانند تعیین توالی RNA، محققان دریافتند که مینی کلیه‌های دیابتی دارای نوعی امضای متابولیکی هستند که می‌تواند توضیح دهد که چرا مینی کلیه‌های دیابتی بیشتر عفونی می‌شوند.
دیابت حساسیت به عفونتSARS-CoV-2 را در سلول های بیمار افزایش می دهد
برای بررسی اینکه آیا نتایج به‌دست‌آمده با کلیه‌های کوچک در اندام مادری نیز مشاهده می‌شود، محققان سلول‌های کلیه ی بیماران دیابتی و افراد بدون دیابت را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. نتایج این بررسی نشان داد که سلول‌های کلیه ی بیماران دیابتی، همانطور که در ارگانوئیدهای کلیه در آزمایشگاه دیده شد، گیرنده‌های ACE2 بیشتری دارند و از میزان بالاتری از عفونت SARS-CoV-2 رنج می‌برند. برای بررسی مکانیسم‌هایی که ممکن است چنین مشاهداتی را توضیح دهند، محققان از ترکیبی استفاده کردند که وضعیت متابولیک سلول‌ها را تعدیل می‌کند و دریافتند که این درمان، عفونت ویروسی را کاهش می‌دهد.
دکتر علی میرعظیمی، استادیار مؤسسه کارولینسکا و یکی از محققان راهبر این مطالعه، گفت: این یافته، مکانیسم بالقوه‌ای را در مورد انواع شدیدتر کووید در بیماران دیابتی روشن می‌کند. این فناوری توانایی ما را برای بررسی نحوه ی تعامل ویروس با اندام‌های مختلف بدن انسان افزایش می‌دهد.
دکتر مگان استانیفر، یکی از نویسندگان اول این مطالعه، گفت: ما نشان دادیم که ویروسSARS-CoV-2 می‌تواند مستقیماً سلول‌های لوله ی پروگزیمال جدا شده از کلیه ی انسان را آلوده کند و دیابت این سلول‌ها را مستعد ابتلا به عفونت می‌کند.
منبع:
https://medicalxpress.com/news/2022-05-laboratory-generated-mini-kidneys-uncover-link-diabetes.html