Um für eine COVID-19-Impfstoff und antiviralen Medikamenten entwickelt werden, die Wissenschaftler müssen zuerst verstehen, warum das virus breitet sich so leicht und schnell, und warum es dringt in unsere Körper mit scheinbar wenig Widerstand unser Immunsystem.
Um zu verstehen, wie COVID-19 in den Körper ein und macht seinen Schaden, ein team von top-Forschern aus Universitäten, Krankenhäusern und dem Nationalen Forschungsrat von Kanada (NRC) am Zentrum für Forschung und Anwendung in Fluidischen Technologien oder HANDWERK (eine gemeinschaftliche Mitte zwischen der Universität von Toronto und die NRC), der Anpassung ein Ansatz entwickelt, indem U T s Milica Radisic, Axel Günther und Edmond Jungen zu erstellen, die winzigen Modelle von Nase, Mund, Augen und Lunge.
Der Schwerpunkt wird auf das Verständnis, warum dieses virus so wirkungsvoll zu durchbrechen, durch die der Körper die Natürliche Verteidiger gegen virale und bakterielle Eindringlinge, andernfalls bekannt als die epithelialen Barrieren. Diese Barrieren—erstellt von epithelialen Zellen, der pack sich eng zusammen—sind-sowohl in unseren Körper.
„Normalerweise sind diese epithelialen Barrieren, die einen guten job machen, um uns zu helfen bekämpfen Infektionen“, sagt Radisic, wer ist ein professor in der Abteilung der chemischen Verfahrenstechnik und angewandte Chemie in der Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften & Engineering.
„Aber dieser virus hat einen Weg gefunden, in die Schranken. Das ist unser Fokus—warum ist das so?“
In den letzten Jahren, Radisic Forschung hat Ihr erlaubt, um wichtige Fortschritte bei der Entwicklung von Modellen des Herzens auf computer-chips. Die Herzen—aus menschlichen Zellen—erfassen Sie die wichtigsten Funktionen der ein richtiges Herz. Dass Forschung wiederum hat sich als äußerst effektiv bei der Regeneration von Herzzellen. Radisic hat auch diese Orgel-on-a-chip-Modell zu untersuchen, wie Nanopartikel aus der Luft-Verschmutzung-Schaden unserer Organe.
Nun, durch die Schaffung von mini-Modelle menschlicher Organe können die Forscher nehmen einen detaillierten Blick auf, wie COVID-19 funktioniert.
„Diese Methode ermöglicht es uns, das problem zu studieren, ohne sich zu berühren einen Menschen und potenziell jemandem Schaden würde“, sagt Radisic, der auch Kanada Research Chair in Functional Cardiovascular Tissue Engineering.
„Das ist das schöne daran. Wir tun unsere Forschung in der frühen viralen Infektion. Sie können nicht tun, mit einem Menschen, denn sobald Sie wissen, Sie haben COVID-19, Sie haben infiziert, für zwei Wochen. Mit Orgel-on-a-chip, können wir untersuchen, was passiert, innerhalb von 24 Stunden COVID-19 in den Körper eindringen.“
Ein großer Teil der Herausforderung, mit COVID-19 ist, dass es neu ist und niemand ist immun.
„Gibt es nicht wer hat die T-und B-Zellen, sind ein Teil von dem, was wir als“ adaptive immunity – die Zellen, die Sie aufbauen, als Sie ausgesetzt sind, zu Krankheiten. Wir sind alle geboren mit angeborenen Immunität. Diese Werke früh, wenn wir drangen mit einem virus. Er findet Dinge, die gehören nicht in Ihren Körper und versucht, es zu bereinigen.“
Radisic, sagt having a lung-on-a-chip, damit das team die Untersuchung der frühen angeborenen Antwort des Immunsystems zu COVID-19.
Sobald die Modelle werden mit kommerziell erhältlichen Zelllinien, um die Grundlagen der menschlichen Zellen für die Organe-on-a-chip geliefert werden, die von HANDWERK-Mitglieder Tereza Martinu (respirology) und Ana Konvalinka (Nephrologie) der Universität Health Network und U of T die Fakultät für Medizin. Die live-virus erworben werden von Karen Mossman, ein Forscher in der Pathologie und molekularmedizin an der McMaster University. Mossman war eingebunden in die Isolierung des virus mit U of T Wissenschaftler Samira Mubareka und Robert Kozak, mit Sitz in Sunnybrook Health Sciences Centre.
„Karen hat die live-virus, so geben wir Ihr die chips und Sie befallen die Organe in einer speziellen dreistufigen Anlage,“ Radisic sagt.
Andere CRAFT team Forschern sind Teodor Veres und seinem Kollegen Daniel Brassard, Lidija Apfelsäure und Sue Bindfäden aus dem NRC; Günther und Jung, der U of T die Fakultät für Angewandte Naturwissenschaften & Engineering; und Wolfgang Kübler von der Keenan-Forschungszentrum der Biomedizinischen Wissenschaft, St. Michael-Krankenhaus und Chirurgie und Physiologie an der U-T.
Die Gruppe wird auch mit dem experiment „Powerblade“, eine Technologie, die NRC in Montreal ist zum testen das Blut von Astronauten während auf Raum-Missionen. Es wird eine neue Funktion zugewiesen werden, die von dem research-team, zu prüfen, Ihr Potenzial für die Tests Menschen mit COVID-19, wenn Sie ankommen in einem Krankenhaus.
„Sobald wir herausfinden, welche Moleküle sind Biomarker für einen schweren Fall von COVID-19, die Powerblade wird in der Lage sein zu Lesen, dass am point-of-care,“ Radisic sagt.