PlasmaplusCorona-FZB: WP2 In vitro Untersuchungen; im Rahmen des Verbundes PlasmaplusCorona: Plasmabasierte Desinfektion des Respirationstraktes zur Senkung der SARS-CoV-2 Viruslast in vitro und in vivo

Abstract

Im Rahmen des Vorhabens PlasmaplusCorona – PPC hat dieses Teilvorhaben die Aufgabe, die antivirale und generelle antimikrobielle Wirkung von kaltem Atmosphärendruckplasma (cold atmospheric plasma – CAP) in infizierten Schleimhautkulturen in vitro zu analysieren. Zur Analyse der biologischen antimikrobiellen Wirkung des CAP wird die Air-Liquid-Interface- (ALI) Kultur menschlicher Atemwegsepithelzellen, die mit atemwegs-relevanten Coronaviren (SARS HCoV-NL63, Influenzaviren H1N1), Bakterien (Stenotrophomonas maltophilia, S.m.) und Pilzen (Candida albicans, C.a.) infiziert wurden, eingesetzt. S.m. und C.a. sind häufige Problemkeime bei künstlich beatmeten Patienten, einhergehend mit schwer verlaufenden Covid-19 Erkrankungen. Das innovative ALI-Atemwegsmodell für in vitro Studien ahmt die humane Situation der Epithelien, die die Höhlen des Atemwegtraktes auskleiden, nach. Die Lungenepithelzellen differenzieren zu einem pseudostratifizierten Epithel aus polarisierten Zellen, welche basal mit einer extrazellulären Matrix abgeschlossen und über adherence und tight junctions eng vernetzt sind, apikal einen Bürstensaum ausbilden, Mukus sezernieren und mit Erregern der Atemwege infiziert werden können. Mit diesem Modell können Epithelzellen auf ihrer der Atemluft-zugewandten Seite sowohl direkt dem CAP selbst oder mit CAP behandelter Beatmungsluft oder Aerosolen ausgesetzt werden. So können sowohl die direkte als auch indirekte CAP-Wirkung auf Lebens- und Regenerationsfähigkeit der Epithelzellen (Toxizität), die Produktion von Entzündungsmarkern sowie die Eindämmung der Erreger in den Epithelzellen getestet werden. Die geplanten Arbeiten sind eine wichtige Voraussetzung für die technologische Weiterentwicklung der CAP-Quelle durch die Partner am INP für den Einsatz im Tiermodell (LIV) und später bei Beatmungspatienten mit polymikrobiellen Infektionen der Atemwege dar.