מענק של 5.8 מיליון דולר בהובלת אדרי סטיין, Ph.D., מאוניברסיטת אלבמה בבירמינגהם והמכון לחקר הבריאות של אפריקה, או AHRI, בדרבן, דרום אפריקה, יספק רקמת ריאות אנושית נגועה בבקשת המשתמש ושירותים אנליטיים ל חוקרי שחפת ברחבי העולם.
שחפת, או שחפת, היא זיהום חיידקי הגורם ל-1.3 מיליון מקרי מוות ול-10.6 מיליון מקרים פעילים חדשים מדי שנה, אך מודלים ניסיוניים של שחפת של בעלי חיים אינם משחזרים את כל קשת המחלות כפי שהיא מתרחשת בבני אדם. מיעוט של רקמת ריאה אנושית למחקר הותיר פער מהותי בהבנה כיצד הפתוגן החיידקי Mycobacterium tuberculosis, או Mtb, גורם למחלות באנשים, אומר סטיין, פרופסור במחלקה למיקרוביולוגיה של UAB.
מחלת השחפת קיימת מאז ימי קדם. Mtb זוהה בתור הפתוגן לפני יותר מ-140 שנה, ובאירופה של המאה ה-18, שחפת גרמה לכמעט אחד מכל ארבעה מקרי מוות. דגימות ריאות אנושיות נחקרו מאוד עד שהמחלה פחתה מאוד על ידי תברואה טובה יותר, ולאחר מכן הופעת האנטיביוטיקה בשנות ה-40 וה-50. מאז, חוקרים הסתמכו בעיקר על מודלים של בעלי חיים כדי לחקור שחפת.
כיום, עם הופעתו של Mtb עמיד לאנטיביוטיקה, "יש מעט מחקרים המתמקדים בבירור בבני אדם את המנגנונים הבסיסיים של שחפת פעילה, תת-קלינית וסמויה", אמר סטיין. "אנו מאמינים שתחום השחפת כבר לא יכול להסתמך על מודלים של בעלי חיים שמניבים ממצאים בעלי רלוונטיות קלינית מוגבלת. לפיכך, יש צורך דחוף להבין טוב יותר את השחפת הריאתית האנושית על מנת לפתח אסטרטגיות טיפוליות רלוונטיות מבחינה קלינית".
המענק R24 לחמש שנים מהמכונים הלאומיים לבריאות יקים את משאב המחקר הגלובלי לשחפת אנושית, במטרה לשנות את הנוף הגלובלי של חקר השחפת על ידי האצת המחקר של רקמת השחפת האנושית באמצעות שני שירותים ייחודיים לבקשת המשתמש. הראשון הוא מתן ניתוח פתולוגי, תאי, מבני וגנטי של שחפת אנושית שנכרתה או רקמה שלאחר המוות. שנית היא הפצת רקמת שחפת אנושית לקהילת חוקרי השחפת העולמית.
יש לנו מספר יתרונות ייחודיים שכן ל-AHRI יש גישה לאוסף הולך וגדל של שחפת/HIV פעילות ודגימות שלאחר המוות, כולל ריאות ואונות שלמות. הצעת R24 זו בנויה על נתונים ניכרים שפורסמו מהקבוצה שלנו, המדגימים בבירור את יכולתנו לבחון רקמת ריאה שנכרתה ולאחר המוות מנבדקים אנושיים נגועים ב-Mtb/HIV. אנו רואים במחסור ברקמת ריאה אנושית של שחפת כמייצג צורך בלתי מסופק ומחסום קריטי בתחום השחפת שיש לבטלו כדי לפתח השערות חדשות".
Adrie Steyn, Ph.D., פרופסור, UAB המחלקה למיקרוביולוגיה
כדי לקבוע את הצורך ברקמת שחפת אנושית ובשירותים אנליטיים, סטיין ועמיתיו סקרו חוקרי שחפת דרך Mailchimp ו-X/Twitter, וכמעט כל המשיבים אמרו שהם מאוד מעריכים שירות כזה וישתמשו בו.
בשנה הראשונה של המענק, החוקרים ייצרו מאגרים של רקמת ריאה של שחפת אנושית לניתוח והפצה ב-AHRI, כמו גם דגימות שחפת ריאתית וחוץ-ריאה קיימות ב-UAB ובמרכז המדע של אוניברסיטת טקסס Halth, יוסטון. אלה יגיעו מחולי שחפת פעילים, תת-קליניים וסמויים ומפטרים, יחד עם מידע קליני ורדיולוגי. כרבע מאוכלוסיית העולם נגועה באופן סמוי ב-Mtb, בעיה שלא מובנת.
בשנה הראשונה יבנה הצוות הרב-מרכזי פורטל אינטרנט ייעודי לתיאור כל שירותיו, יקים ועדה בינלאומית להערכה מהירה של יישומים דרך פורטל האינטרנט והקמת פלטפורמת מידע וירטואלית.
במהלך ארבע השנים הבאות, הצוות יבנה אספקת שירות והפצת רקמות, עם עלייה הדרגתית ברמות השירות הכוללות נפח גדול יותר או פאנלים גדולים יותר, ציטומטריית זרימה של רקמת שחפת טרייה שנכרתה, מיקרודיסקציה לכידת לייזר, ניתוח טומוגרפיה ממוחשבת של רקמות עבור תלת מימד שחזור של ריאות השחפת, קטעי רקמה או בלוקים קבועים, והדמיית רנטגן של כל הגוף של נפטרים. בשנת 2022, סטיין ועמיתיו היו הראשונים שהשתמשו בטומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת כדי לחשוף את המיקרו-ארכיטקטורה התלת-ממדית של ריאות השחפת האנושית, והם הראו שגרנולומות שחפת אנושיות הן צורות פולימורפיות מורכבות, לא מבנים כדוריים.
ניתוח אחר של רקמת שחפת אנושית יכלול אימונוהיסטוכימיה וכתמים מיוחדים, RNAscope להמחשת mRNAs בודדים, תעתיק מרחבי ואימונופלואורסצנטי מרובה. כחלק מהמחקר המקדים שלהם, שפורסם ב-eBioMedicine הקיץ, Steyn ועמיתיו הראו שהטכנולוגיה המתפתחת, RNAscope, הצליחה לזהות Mtb mRNA בבצילים שלמים ומתפוררים ברקמות. הם הצליחו להשתמש ב-RNAscope כדי לזהות Mtb mRNA בביופסיות של בלוטות הלימפה של UAB שנלקחו יותר משנה לפני שחולה מת משחפת מפושטת. הביופסיות הללו היו שליליות עבור כתם Ziehl-Neelsen, הבדיקה הסטנדרטית לזיהוי Mtb. סטיין אומר שזה מראה את הפוטנציאל האבחוני של טכנולוגיית RNAscope במקרים מורכבים של שחפת, מכיוון שהכתם Ziehl-Neelsen משתנה מאוד ויכול לפספס אורגניזמים Mtb.
AHRI נמצאת באזור עם שכיחות גבוהה של שחפת וקבוצה גדולה ומאופיינת היטב של חולי שחפת. באמצעות שיתופי פעולה של עשרות שנים עם מנתחי לב-חזה ופתולוגים אנטומיים ומשפטיים בבית החולים המרכזי אינקוסי אלברט לותולי ובית החולים המלך דינוזולו, AHRI מקבלת שלוש או ארבע דגימות רקמת ריאה אנושית טריות שנכרתו בשבוע.
סטיין אומר כי על ידי מתן שירות מחקר עולמי לשחפת אנושית לקהילת חוקרי השחפת, מעבדות רבות ברחבי העולם יוכלו לברר במהירות את הרלוונטיות הקלינית של תגליות המדע הבסיסיות שלהן, לחדד את המיקוד של המחקר שלהן כדי שתהיה לה השפעה תרגומית ודחיפה. הגילוי של פרדיגמות חדשות של שחפת אנושית. זה יוביל בסופו של דבר לאבחון רלוונטי קלינית, תרופות נגד שחפת וחיסונים.
ג'יי ויקטור גרסיה-מרטינז, Ph.D., יו"ר המחלקה למיקרוביולוגיה של UAB, אמר כי הוא מאמין שהעבודה של הצוות של סטיין "תספק שירותים חשובים וייחודיים לקהילת חוקרי השחפת העולמית שתהיה להם השפעה חיובית במחקר ובמחקר. התוצאה היא גישות חדשות לשיפור האבחון, המניעה והטיפול בשחפת."
חוקרים משותפים עם סטיין על מענק המחקר העולמי לשחפת אנושית הם ג'ואל גלזגו, Ph.D., פרופסור חבר במחלקה למיקרוביולוגיה של UAB, ופול בנסון, MD, פרופסור חבר במחלקה לפתולוגיה של UAB לפתולוגיה אנטומית ; Threnesan Naidoo, MD, פתולוג מחקר מומחה (משפטי) ב-AHRI ופרופסור וממלא מקום ראש המחלקה לרפואה משפטית ומשפטית באוניברסיטת Walter Sisulu ב-Mthatha, דרום אפריקה; ורוברט האנטר, MD, פרופסור במחלקה לפתולוגיה ורפואת מעבדה במרכז מדעי הבריאות של אוניברסיטת טקסס.
