לימוד זיהום הצפנה ברקמה תלת-ממדית-מערכות תרבות מיקרואיד של האדם הנגזר על ידי מיקרו-הזרקה

התפתחות של תרופות או חיסונים לטיפול ומניעה של הדבקת הצפנה היתה מעכבת היעדר מערכות מבחנה אשר לחקות בדיוק את המצב vivo בבני אדם^1,2. רבים מהמערכות הזמינות כעת רק לאפשר זיהום לטווח קצר (< 5 ימים) או לא לתמוך במחזור החיים המלא של הטפיל^3,4. מערכות אחרות המאפשרות התפתחות מלאה של הטפיל מבוססים על קווי תאים מונצח או תאים סרטניים שאינם בנאמנות המצב הפיזיולוגי של בני אדם^5,6,7 . אורגנואידים או ‘ מיני איברי ‘ הם 3D רקמות נגזרות מבנים אשר גדלים במטריצה מתוך החילוץ שנוספו עם רקמות שונות מסוימים הצמיחה גורמים. אורגנואידים פותחו מאיברים שונים ורקמות. הם יציבים מבחינה גנטית ומוארכים את רוב התפקודים של אברי המוצא שלהם, ויכולים להישמר בתרבות לפרקי זמן ארוכים. פיתחנו שיטה לזיהום המעי האנושי והריאות אורגנואידים עם Cryptosporidium המספקת מודל מדויק של מבחנה למחקר של אינטראקציות מארח טפיל רלוונטי מעיים והצפנת הנשימה^{8 ,9,10,11,12,13}. בניגוד לדגמים אחרים של תרבות שפורסמו, מערכת האורגנואיד מייצגת אינטראקציות טפיל מארח של החיים האמיתיים, מאפשרת השלמת מחזור החיים כך שכל השלבים של מחזור החיים הטפיל ניתן ללמוד, ושומר על התפשטות הטפיל עד 28 ימים¹⁰.

Cryptosporidium parvum הוא טפיל apicom, אשר מדביק את האפיתל של הנשימה ומעיים שדות, גרימת מחלה diarrheal ממושכת. השלב הסביבתי עמיד הוא oocyst, נמצא מזון מזוהם מים¹⁴. לאחר שבלע או שאפה, את הריזוטו ומשחרר ארבעה sporozoites כי לצרף לתאי אפיתל. Sporozoites להחליק על תאים מארחים ולעסוק קולטנים תא מארח, אבל הטפיל לא לפלוש באופן מלא לתא, והוא מופיע כדי לגרום לתא המארח להפרץ¹⁵. הטפיל, שהופנמו בתוך תא פנימי, אך ממוכך, נשאר על פני השטח הרשמי של התא, ומשכפל בתוך החללים הפרזיטואטיים. הוא עובר שני סיבובים של רבייה לא-מינית – תהליך הנקרא merogony. במהלך המראווני, הסוג שאני מפתח מפתחים אשר מכילים שמונה merozoites המשוחררים לפלוש לתאים חדשים. אלה merozoites לפלוש תאים חדשים כדי להתפתח סוג II meronts המכיל ארבעה merozoites. Merozoites אלה, כאשר הם משתחררים, להדביק תאים ולהתפתח מאקרוגמונטים ומיקרוגמבטים. מיקרוגיים משתחררים ומדשן את המקגיים המייצרים זיטים שבוגרים לתוך ציסטות. בוגרת האוציסטות משתחררים לאחר מכן לתוך לומן. האוציסטות הן דקות-חומה אשר מיד מייבאות להדביק את האפיתל, או מוקף חומה עבה אשר משתחררים לתוך הסביבה כדי להדביק את המארח הבא¹⁴. כל שלבי הצפנת מחזור החיים זוהו במערכת התרבות האורגאידית שפותחה בעבר על ידי הקבוצה שלנו¹⁰.

מאז בנאמנות האדם אורגנואידים שכפול רקמות האדם^9,11,13, ותמיכה בכל השלבים replicative הצפנה¹⁰, הם מערכת התרבות האידיאלית רקמה ללמוד קריפטוספטורידיום ביולוגיה ואינטראקציות מארחים-טפיל. כאן אנו מתארים את ההליכים לזיהום אורגנואידים עם שני ציסטות קריפטוגנטים ו-הצפנה , ובידוד החדש אאוציסטות המיוצר במערכת זו תרבות רקמה.