V študiji je objavljeno na spletu 29. marca v Narava , raziskovalci so posneli obducirano pljučno tkivo na način, ki je hkrati izpostavil na desetine molekularnih markerjev na celicah. Analiza teh podatkov z novimi analitičnimi orodji je odkrila nove vpoglede v vzroke poškodb pri teh pljučnih boleznih in bogat vir podatkov za nadaljnje raziskave.
"COVID-19 je kompleksna bolezen, in še vedno ne razumemo natančno, kaj počne z mnogimi organi, vendar smo s to študijo lahko razvili veliko jasnejše razumevanje njenih učinkov na pljuča, "je dejal soavtor dr. Olivier Elemento, profesor fiziologije in biofizike, direktor Inštituta za natančno medicino Caryl in Israel Englander, izredni direktor Inštituta za računalniško biomedicino NJKV Princa Alwaleeda Bin Talala Bin Abdulaziza Alsauda pri Weill Cornell Medicine in sopredsednik pobude WorldQuant za kvantitativno napoved, ki je financiral tehnologijo za enocelično analizo tkiva. "Mislim, da bo tehnološki pristop, ki smo ga uporabili tukaj, postal standard za preučevanje takšnih bolezni."
Tradicionalna analiza tkiva, pogosto uporabljajo kemične madeže ali označena protitelesa, ki označujejo različne molekule na celicah in lahko razkrijejo pomembne značilnosti obduciranih tkiv. Vendar pa ta pristop je omejen s številom funkcij, ki jih lahko označi hkrati. Običajno tudi ne dovoljuje podrobnih analiz posameznih celic v tkivih, hkrati pa hrani informacije o tem, kje so bile celice v tkivu.
Glavna tehnologija, ki so jo raziskovalci uporabili v študiji, tehnologija, imenovana slikanje masne citometrije, te omejitve v veliki meri premaga. Uporablja zbirko protiteles, označenih s kovino, ki lahko hkrati označijo do več deset molekularnih markerjev na celicah v tkivih. Poseben laser skenira označene dele tkiva, izhlapevanje kovinskih oznak, ločeni podpisi kovin se zaznajo in povežejo s položajem laserja. Tehnika v bistvu natančno preslika, kje so celice v vzorcu, pa tudi površinske receptorje vsake celice in druge pomembne identifikacijske markerje. Skupaj več kot 650, Analizirali smo 000 celic.
Raziskovalci so metodo uporabili pri 19 vzorcih pljučnega tkiva, ki so bili obducirani pri bolnikih, ki so umrli zaradi hudega COVID-19, akutna bakterijska pljučnica, ali sindrom akutne dihalne stiske, povezan z bakterijami ali gripo, plus štirje vzorci pljučnega tkiva pri ljudeh, ki niso imeli pljučne bolezni.
Ugotovitve v vzorcih primerov COVID-19 so bile na splošno skladne s tem, kar je znano o bolezni, vendar je to znanje podrobneje pojasnil. Pokazali so na primer, da celice, imenovane alveolarne epitelijske celice, ki posredujejo pljučni izmenjavi plinov, so glavne tarče okužbe s SARS-CoV-2, koronavirus, ki povzroča COVID-19.
Analiza je pokazala, da te okužene celice niso izključno izbrane za napad imunskih celic, ki infiltrirajo pljuča, kar lahko pojasni, zakaj se vnetje pri hudem COVID-19 pogosto poslabšuje in na koncu povzroči tako obsežno in relativno neselektivno škodo.
Eno presenečenje je bilo, da sta starost in spol, dva glavna dejavnika tveganja smrtnosti zaradi COVID-19, na histološki ravni ni bilo očitne razlike, ko je COVID-19 napredoval v hudo fazo.
Rezultati so tudi pokazali, da je belih krvnih celic, imenovanih makrofagi, veliko več v pljučih hudih bolnikov s COVID-19 v primerjavi z drugimi pljučnimi boleznimi, ker so bele krvničke, imenovane nevtrofilci, najpogostejše pri bakterijski pljučnici-razlika, ki je lahko pomembna za razvoj prihodnjih zdravil za te nalezljive bolezni.
Na splošno, študija ponuja natančno sliko procesa bolezni pri COVID-19 in kako se razlikuje od drugih nalezljivih pljučnih bolezni. To je sprožilo nova raziskovalna vprašanja, ki se zdaj preiskujejo, so preiskovalci dejali, in vključuje veliko opazovanj, ki s standardnimi patološkimi tehnikami ne bi bila mogoča.
"Uporaba tehnologije, kakršna smo prikazali tukaj, bo močno povečala uporabnost študij bolezni, ki temeljijo na obdukciji, "je dejal soavtor dr. Alain Borczuk, profesor patologije in laboratorijske medicine na Weill Cornell Medicine in patolog na NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center.
Raziskovalci so poudarili, da se tehnika ne bo uporabljala le za številne druge bolezni, za katere je mogoče pridobiti tkivo, zdravnikom in znanstvenikom pa bi moral prvič dati praktično metodo za razmejitev pomembnih razlik v kategorijah bolezni.
Tradicionalno za pljuča, jetra, in drugih organskih bolezni imamo te široke diagnoze, ki dejansko zajemajo več različnih bolezni-zdaj imamo orodje, ki nam bo omogočilo rutinsko razlikovanje med temi različnimi boleznimi, in upajmo, da bodo te razlike uporabili pri učinkovitejšem zdravljenju bolnikov. Mislim, da ima to možnost revolucije v medicini. "
Dr. Robert Schwartz, So-višji avtor, Izredni profesor medicine, Oddelek za gastroenterologijo in hepatologijo pri Weill Cornell Medicine, in patolog v New York-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center