Entre els símptomes menys comuns de la covid-19 es troben els gastrointestinals, que es manifesten com a nàusees, diarrea o mal d'estómac. La infecció de l'intestí, en alguns casos, està relacionada amb tipologies més greus de la covid-19, però les interaccions exactes entre el virus i el teixit intestinal són difícils d'estudiar en les persones. I els models animals, si bé són útils, no reflecteixen completament com reaccionen els òrgans humans a la infecció per patògens, la qual cosa limita encara més la comprensió actual de com els coronavirus com el SARS-CoV-2 afecten l'intestí.
Per resoldre aquest problema, un equip de científics de l'Institut Wyss d'Enginyeria d'Inspiració Biològica de la Universitat Harvard i algunes altres organitzacions associades han utilitzat un xip intestinal humà desenvolupat prèviament per estudiar la infecció per coronavirus i els tractaments potencials en un entorn que imita l'intestí humà amb més eficàcia que les cèl·lules conreades en un plat.
En l'experiment, els científics van infectar el xip intestinal amb un coronavirus que causa el refredat comú i que, com el SARS-CoV-2, utilitza el receptor ACE2 per accedir a les cèl·lules. Posteriorment, van provar els efectes de diversos medicaments utilitzats fins ara per tractar la infecció pel SARS-CoV-2. Els experts van descobrir que un medicament anomenat nafamostat va reduir la infecció mentre que el medicament remdesivir, que s'ha utilitzat per tractar pacients amb Covid-19, no va reduir la infecció i de fet va fer malbé el teixit intestinal. Els resultats han estat publicats a la revista Frontiers in Pharmacology.
Fins ara, la majoria dels estudis in vitro de la infecció per coronavirus s'han dut a terme en organoides (taques de cèl·lules d'òrgans humans que creixen en un plat), que manquen de moltes de les característiques dels teixits vius. Els xips d'òrgans aborden aquest problema proporcionant un entorn fisiològic que recrea el teixit i altres condicions físiques que experimenten les cèl·lules dels òrgans al cos humà.
El xip intestinal és un dispositiu de la mida d'una memòria USB fabricada amb un polímer transparent i flexible a través del qual passen dos canals paral·lels: un de revestit amb cèl·lules de vasos sanguinis humans i l'altre amb cèl·lules de revestiment intestinal humà. Una membrana permeable entre els dos canals assegura que les cèl·lules puguin intercanviar missatgers moleculars i que les substàncies puguin arribar a la sang a través de l'intestí, imitant la digestió.
Els teixits del xip intestinal s'estiren i alliberen contínuament per recrear els moviments rítmics causats per les contraccions musculars del tracte gastrointestinal. Els científics, a més, van confirmar que el xip intestinal conté una varietat de tipus de cèl·lules que es troben a l'intestí humà, incloses les cèl·lules mare, les cèl·lules caliciformes i les cèl·lules absorbents intestinals.
Després, l'equip va introduir el coronavirus NL63 al canal revestit amb cèl·lules intestinals i va observar el que va succeir. El xip intestinal va mostrar signes d'infecció: la capa de cèl·lules intestinals es va tornar permeable a mesura que les connexions entre elles es van veure compromeses pel virus.