Mini-stomaci ricreati in laboratorio per studiare le infezioni infantili da Covid
26.11.2021
Pubblicato su «Nature Communications» lo studio "SARS-CoV-2 infection and replication in human gastric organoid", risultato del lavoro di un team internazionale che ha sviluppato in laboratorio un modello dello stomaco umano utilizzabile per studiare come le infezioni hanno un impatto sul sistema gastrointestinale.
Con il progredire della pandemia da Covid-19 diversi ospedali hanno segnalato, soprattutto nei casi riguardanti bambini, sintomi gastrointestinali della malattia, associati agli effetti più usuali, quali tosse e difficoltà respiratorie. Partendo da questa evidenza, un team internazionale di ricerca - guidato da Nicola Elvassore, del Veneto Institute of Molecular Medicine (VIMM) e del Dipartimento di Ingegneria dell’Università di Padova, e Paolo De Coppi, del Great Ormond Street Institute of Child Health all'University College London - ha sviluppato e adattato un modello di mini-stomaco per studiare come un’infezione da SARS-CoV-2 colpisce lo stomaco di bambine e bambini. Lo studio che ne è conseguito è stato pubblicato su «Nature Communications».
Le evidenze sperimentali sono state rese possibili dai recenti progressi compiuti nella creazione di “mini-organi” in laboratorio, noti come organoidi. Tali organoidi forniscono ai ricercatori strumenti inestimabili per studiare il funzionamento degli organi, sia nel loro stato fisiologico che in condizioni di malattia. Nel caso specifico i ricercatori sono riusciti a creare un modello in vitro che imita il funzionamento di uno stomaco umano e ne replica il comportamento nei diversi stadi di sviluppo – fetale, bambino e adulto - isolando cellule staminali da campioni di stomaco di pazienti e coltivandole in condizioni controllate in laboratorio in modo da ottenere mini-stomaci su piastra.
Grazie alla collaborazione con un team di virologi, guidato da Francesco Bonfante, del Dipartimento di Scienze Biomediche comparate, Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie (IZSVe), è stato possibile simulare un’infezione intragastrica, esponendo la superficie delle cellule dei mini-stomaci al virus SARS-CoV-2. In questo modo i ricercatori hanno dimostrato che il virus ha l’abilità di replicarsi all’interno dello stomaco, e in modo più evidente negli organoidi cresciuti da cellule infantili e fetali tardive rispetto alle cellule adulte e fetali precoci.
Inoltre, è anche stato possibile osservare l’impatto dell’infezione sulle cellule all’interno degli organoidi, mostrando che un gruppo specifico di cellule – chiamate cellule delta, che producono l’ormone somatostatina – veniva distrutto dal virus, il che potrebbe spiegare alcuni dei sintomi dello stomaco verificatisi nei pazienti.
L'immagine riproduce il modello utilizzato. In blu e lilla il mini-stomaco, in verde l’infezione da SARS-CoV-2
“Questo studio ha evidenziato che l’infezione da SARS-CoV-2 infetta il sistema gastrointestinale attraverso lo stomaco nei bambini e nei neonati” ha dichiarato Paolo De Coppi, GOSH Consultant Paediatric Surgeon e UCL GOS ICH Nuffield Professor of Paediatric Surgery.
“Siamo orgogliosi di come uno sforzo internazionale dettato dall’emergenza sanitaria mondiale sia riuscito nell’intento di coinvolgere tre gruppi di ricerca, di cui due Italiani e uno inglese, creando una squadra altamente interdisciplinare composta da ricercatori provenienti da aree differenti, dall’ingegneria alla biologia, biotecnologie e medicina” ha concluso Nicola Elvassore, Principal Investigator del VIMM.
Il team di ricerca ha ora intenzione di continuare il suo lavoro ingegnerizzando nuovi modelli creati in laboratorio di mini-organi del tratto gastro intestinale, del sistema respiratorio e del sistema nervoso centrale, con l’obiettivo di aumentare la comprensione di come le infezioni possano svilupparsi in modo da poter proseguire la ricerca di nuove terapie.
