Het onderzoek wijst onder meer uit dat er meer virusdeeltjes in de rechterlong belanden.

Nadat eerdere studies al uitwezen hoe het coronavirus door onze bovenste luchtwegen – de neus, mond en keel – reist, gaan onderzoekers in een nieuwe studie nog een stap verder. Met behulp van modellen reconstrueerden de onderzoekers de reis die virusdeeltjes dieper in ons lichaam, namelijk in het bovenste deel van de longen afleggen.

Takjes
“Onze longen lijken op boomtakken die zich tot wel 23 keer delen in kleinere en kleinere takjes,” legt onderzoeker Saidul Islam, verbonden aan de University of Technology Sydney, uit. Het maakt de longen vrij complex en daardoor is het nog niet zo gemakkelijk om de reis die virusdeeltjes in deze organen afleggen, te reconstrueren. “Maar wij waren in staat om te modelleren wat er in de eerste zeventien generaties – of takken – van de luchtwegen gebeurt,” aldus Islam.

Resultaten
Het onderzoek wijst uit dat – afhankelijk van de snelheid waarmee iemand ademt (zie kader) – tussen de 32 en 35 procent van de virusdeeltjes in de eerste 17 vertakkingen van de longen wordt afgezet. “Het betekent dat ongeveer 65 procent van de virusdeeltjes ontsnapt naar de diepste delen van de longen, waaronder de longblaasjes.” Die longblaasjes zijn verantwoordelijk voor de uitwisseling van zuurstof en afvalstoffen. Grote hoeveelheden virusdeeltjes kunnen er – in combinatie met ontstekingen, veroorzaakt door de reactie van het immuunsysteem op de virusinfectie – grote schade aanrichten en zo zorgen voor een zuurstoftekort in het bloed.

Modellen
De bevindingen zijn zoals gezegd gebaseerd op modellen. De onderzoekers modelleerden drie verschillende stroomsnelheden: 7,5, 15 en 30 liter per minuut. Het model wijst uit dat bij een lagere stroomsnelheid meer virusdeeltjes worden afgezet. Grote vraag is natuurlijk altijd in hoeverre modellen de werkelijkheid goed nabootsen. De onderzoekers denken dat hun modellen heel waarheidsgetrouw zijn. Ze wijzen er hierbij op dat de modellen hetzelfde beeld geven als de CT-scans die recent van de borst van coronapatiënten zijn gemaakt. Deze CT-scans laten in de longen dezelfde verspreiding van het virus zien als het model.

Links versus rechts
Het onderzoek wijst verder uit dat er meer virusdeeltjes in de rechterlong worden afgezet dan in de linkerlong. Dat lijkt misschien vreemd, maar de onderzoekers benadrukken dat de twee longen een asymmetrische structuur hebben. Dat – in combinatie met het feit dat lucht in de ene long net iets anders stroomt dan in de andere – kan verklaren waarom niet in elke long evenveel virusdeeltjes worden afgezet.

Implicaties
Het onderzoek kan meer inzicht geven in de overdracht van het coronavirus. Maar dat niet alleen; de onderzoekers hopen dat hun resultaten ook bijdragen aan de ontwikkeling van apparaten die in staat zijn om medicijnen heel gericht af te leveren, namelijk op de plek waar de longen het sterkst door het virus zijn aangetast. “Normaal gesproken worden medicijnen die we inhaleren grotendeels afgezet in de bovenste luchtwegen en bereikt slechts een minimale hoeveelheid de lagere luchtwegen,” legt onderzoeker Suvash Saha uit. “Maar met ziektes zoals COVID-19 moeten we de gebieden die het zwaarst zijn aangetast, behandelen. Wij werken aan apparaten die zich specifiek op deze regio’s richten.”

Bovendien heeft het onderzoek ook implicaties voorbij COVID-19. Zo kunnen de modellen die in deze studie gebruikt zijn, wellicht ook van pas komen als onderzoekers in de toekomst willen vaststellen welke impact andere ziekteverwekkers of vervuilende stoffen – zoals fijnstof – op de longen hebben.