O echipă de cercetători de la Școala Politehnică Federală de Lausanne (EPFL) a realizat o avansare semnificativă în înțelegerea dezvoltării biofilmelor în mediul complex al tractului respirator uman prin utilizarea organoizilor numiți AirGels.
Acești organoizi sunt țesuturi tridimensionale miniaturale, cultivate din celule stem, care imită țesuturile și organele reale din corpul uman. Ei permit cercetătorilor să reproducă și să studieze mediile complexe ale organelor în laborator, pentru a înțelege mai bine bolile, în special infecțiile. AirGels sunt modele de țesut pulmonar uman obținute prin bioinginerie în laborator, și aduc noi perspective în cercetarea infecțiilor.
Un aspect revoluționar al acestor AirGels este că imită proprietățile fiziologice ale mucoasei căilor respiratorii, inclusiv secreția de mucus și mișcările cililor, permițând cercetătorilor să studieze infecțiile căilor respiratorii într-un mod mai realist și detaliat. Această abordare ajută la reducerea decalajului dintre studiile realizate în laborator și observațiile clinice.
Echipa de cercetători de la EPFL a folosit AirGels pentru a investiga rolul mucusului în formarea biofilmelor de către bacteriile patogene, în special Pseudomonas aeruginosa, care de obicei este rezistentă la antibiotice.
Prin infectarea AirGels cu această bacterie și prin studierea lor în timp real prin microscopie de înaltă rezoluție, cercetătorii au observat că P. aeruginosa activează contractarea mucusului gazdei cu ajutorul unor filamente retractile numite pili de tip IV (T4P). Acești pili generează forțele necesare pentru a contracta mucusul căilor respiratorii, facilitând agregarea celulelor P. aeruginosa și formarea biofilmelor.
Această descoperire este extrem de importantă, deoarece dezvăluie un mecanism anterior necunoscut al formării biofilmelor în tractul respirator. Modelul AirGel organoid oferă o perspectivă unică asupra interacțiunilor mecanice dintre bacterii și gazdele lor, deschizând calea către investigarea influenței factorilor fiziologici suplimentari asupra dezvoltării infecției.
Această abordare ar putea avea implicații semnificative în dezvoltarea de tratamente specifice împotriva agenților patogeni rezistenți la antibiotice.