W badaniu opublikowanym w niedawno opublikowanym czasopiśmie Cell, dr Peter Jackson, profesor patologii, mikrobiologii i immunologii na Uniwersytecie Stanforda w Stanach Zjednoczonych, dokładnie określił sposób, w jaki COVID-19 wchodzi i wychodzi z komórek nosowych. Naukowcy stwierdzili, że górne drogi oddechowe są nie tylko źródłem infekcji płuc, ale także źródłem przenoszenia się na inne osoby. Fakty dowiodły, że hamowanie wirusa w komórkach oddechowych i poza nimi jest skuteczne w ograniczaniu przenoszenia wysoce zakaźnego COVID-19.

Tkanka nabłonkowa jamy nosowej i dróg oddechowych składa się głównie z trzech typów komórek: komórek podstawnych, kubkowych i rzęskowych, które stanowią około 80% całkowitej liczby komórek nabłonka nosa. Wielorzęskowe komórki tworzą barierę ochronną zapobiegającą przedostawaniu się wirusa do dróg oddechowych. Naukowcy powiększyli dwie struktury znalezione na polirzęskowych komórkach nabłonkowych: rzęski i mikrokosmki.

Naukowcy wykorzystali złożoną metodę hodowli tkankowej, aby wytworzyć nabłonkowe narządy oddechowe imitujące normalny układ oddechowy. Chociaż brakuje naczyń krwionośnych i komórek odpornościowych, narządy te całkowicie pokrywają strukturę nabłonka błony śluzowej nosa w innych aspektach, w tym nienaruszoną warstwę śluzu i dobrze rozwinięte komórki rzęskowe.

Naukowcy umieścili wyhodowany narząd, taki jak COVID-19, w tej samej szalce hodowlanej. Mikroskop elektronowy wykazał, że wirus był początkowo przyczepiony tylko do rzęsek. Po inkubacji z COVID-19 przez 6 godzin wiele cząsteczek wirusa rozprzestrzenia się od czubka do dołu po obu stronach rzęsek. Nawet po 24 godzinach wirus replikuje się tylko w kilku komórkach. Replikacja masowa trwa 48 godzin.

Badanie wykazało, że zmniejszenie poziomu białka kluczowego dla tworzenia rzęsek w komórkach nabłonka nosa może znacznie spowolnić infekcję COVID-19, co dowodzi, że ludzkie rzęskowe komórki nabłonka nosa są głównym miejscem wejścia COVID-19 do tkanki nabłonka nosa .

Naukowcy precyzyjnie zlokalizowali enzymy w komórkach. Enzymy te zostały aktywowane w dużych ilościach po zakażeniu COVID-19, w wyniku czego mikrokosmki stały się ogromną, rozgałęzioną strukturą drzewa, do której przyczepiły się cząsteczki wirusa. Wirusy te mogą zostać wepchnięte do warstwy śluzowo-mucynowej, gdzie mogą „unosić się” wzdłuż śluzu i infekować inne komórki znajdujące się dalej. Hamowanie tych enzymów zatrzymuje mutację i znacznie ogranicza rozprzestrzenianie się wirusa do innych komórek.

Odkrycia te zidentyfikowały nowe cele dla rozwoju leków do nosa, które mogą zapobiegać ruchowi rzęsek lub powiększaniu mikrokosmków, aby zapobiegać nawet nieznanym infekcjom wirusowym układu oddechowego.