Tagad, kad mēs zinām, ka koronavīruss ir globāls drauds, kuram nav robežu, mums jābūt gataviem celmiem, kas parādīsies nākotnē. Tāpēc, dzīvnieku modeļu izmantošana vīrusu terapijas un vakcīnu atrašanai ir kļuvusi par prioritāti cīņā.
Pirms šīs COVID-19 pandēmijas citi koronavīrusa celmi jau bija postījuši pasauli. Koronavīrusi ir izraisījuši (smagu akūtu elpošanas sindromu (SARS) Āzijā un elpošanas sindromu Tuvajos Austrumos (MERS). Tie tika pārnesti no dzīvniekiem uz cilvēkiem, izraisot nopietnas elpceļu slimības, kuru efektivitāte ir tā straujā izplatība un augsts mirstības līmenis.
Zemāk mēs jums pastāstīsim vairāk par šiem vīrusiem un to, kādi dzīvnieku modeļi tika izmantoti SARS-CoV (koronavīruss, kas izraisa SARS) un MERS-CoV (koronavīruss, kas izraisa MERS), liecina žurnālā publicētais pētījums. Daba un to veica Nacionālie veselības institūti Bethesdā, Merilendā (ASV).
Koronavīruss un ideāls dzīvnieku modelis
SARS-CoV un MERS-CoV pieder pie Nidovirales kārtas, ģimene Coronaviridae. Abu vīrusu ģenētiskais materiāls ir RNS, un tiem ir lipīdu apvalks, kas nāk no inficētās šūnas.
Šie vīrusi mijiedarbojas un iekļūst šūnās caur proteīnu, ko sauc par smaiļu proteīnu (Spike), kas ir būtisks infekcijas rašanās gadījumam. Šis proteīns saistās ar SARS-CoV un MERS-CoV receptoru domēniem, kas ir attiecīgi enzīms ACE2 un proteīns DPP4.
Šo vīrusu zāļu un vakcīnu izstrāde ir izaicinājums, jo ir grūti atrast dzīvnieku modeļus, kas reproducētu slimību un sniegtu labus rezultātus.
Ideālajam dzīvnieku modelim pētījumam jāatbilst trim nosacījumiem pēc tā inokulācijas ar vīrusu:
- Atspoguļojiet klīniskās pazīmes.
- Vīruss ir jāatkārto izvēlētajos dzīvniekos.
- Pastāv tādas pašas patoloģijas kā cilvēkiem.
Cilvēkiem, kas inficēti ar SARS-CoV un MERS-CoV, ir tādi simptomi kā drudzis, mialģija un elpošanas grūtības, tostarp sauss klepus un aizdusa.
Dzīvnieku modeļi SARS-CoV un MERS-CoV
Primāti, kas nav cilvēki
Primātu anatomiskās, fizioloģiskās un imunoloģiskās līdzības attiecībā uz cilvēkiem padara tos par ideāliem modeļiem koronavīrusa patoģenēzes izpētei.
Makaki Rēzus, makakas Cynomolgus un Āfrikas zaļos pērtiķus veiksmīgi inficēja SARS-CoV, tāpēc katrai sugai bija vismaz viens pneimonīta gadījums.
Tā kā izmantotie primāti nepieder pie vienas pasugas un izmantotās eksperimentālās metodes bija atšķirīgas, klīniskās pazīmes, vīrusu replikācija un patoloģija katrai sugai bija atšķirīga. Parastiem marmosetiem tika ziņots par aknu darbības traucējumiem.
Makaki Rēzus inficēti ar MERS-CoV, parādīja plaušu infekcijas, kas bija saistītas ar vīrusa replikāciju bronhiolu pneimocītos. Marmosets simptomi bija daudz smagāki.
Peles
Peļu izmantošana ir izdevīga to mazo izmēru un zemo izmaksu dēļ. Turklāt tos var viegli ģenētiski manipulēt.
Tāpat kā cilvēkiem, peļu vecumam ir liela nozīme viņu uzņēmībā pret slimību.
- Vienu gadu vecām pelēm simptomi bija smagāki nekā jauniem, un viņiem attīstījās arī svara zudums un dehidratācija.
- Vīrusu daļiņas tika konstatētas plaušu slimniekiem ar intersticiālu pneimonītu, kam pievienoti alveolāri bojājumi.
- Tā kā jaunās peles bija asimptomātiskas, tās varēja inficēt vecāka gadagājuma peles.
- Tātad, tie tika izmantoti transgēnās peles, kas ekspresē cilvēka ACE2 receptoru, kas izraisīja nāvējošu SARS-CoV infekciju.
- Atšķirībā no SARS-CoV, peles dabiski nav uzņēmīgas pret MERS-CoV infekciju, jo peles DPP4 receptori atšķiras no cilvēka DPP4.
Tāpēc tika izveidotas transgēnas peles ar cilvēka DPP4 proteīnu, lai peles pareizi atkārtotu vīrusu un attīstītos smaga elpceļu infekcija, kas dažas dienas vēlāk izraisīja viņu nāvi. Visbeidzot, vīrusu slodzes tika savāktas vairākos orgānos un patoloģiskas izmaiņas.
Kāmji
Zelta Sīrijas kāmis ir lielisks SARS-CoV modelis, jo vīruss plaušās atkārtojas augstā līmenī, lai tās parādītu histopatoloģiskas izmaiņas, piemēram, intersticiālu iekaisumu un pneimonītu.
- Tā kā tie no pirmā acu uzmetiena bija asimptomātiski, slimības pētījuma pamatā bija vingrošanas riteņu izmantošana fiziskās aktivitātes mērīšanai.
- Ar SARS-CoV inficētie kāmji pēc inficēšanās bija mazāk aktīvi.
- Turklāt infekcija izraisīja antivielu reakciju, kas nodrošināja aizsardzību pret turpmākām infekcijām.
- Attiecībā uz MERS-CoV infekcija kāmjiem nebija veiksmīga.
Seski
Šos dzīvniekus bieži izmanto elpceļu vīrusu infekciju izpētei. Bet tomēr, Ar tiem tika iegūti pretrunīgi rezultāti.
Truši varētu būt citi dzīvnieku modeļi
SARS-CoV un MERS-CoV pētījumi to parādīja vienas dzīvnieku sugas izmantošana nedarbojas visiem koronavīrusa celmiem.
Spēja izraisīt infekciju, vīrusu replikāciju un patoloģiju ir atkarīga ne tikai no vīrusu receptoru ekspresijas, bet arī no dzīvnieka sugas un īpašībām.
Attiecībā uz SARS-CoV dzīvnieku modeļu izstrāde ar ACE2 receptoru domēnu, kas saistās ar šī vīrusa tapas proteīnu, ir saglabāta dažādās sugās.
Kas attiecas uz MERS-CoV, DPP4 proteīna punktu mutācijas ierobežo smailes proteīna spēju saistīties ar saimnieka receptoru. Tātad MERS izraisošā koronavīrusa dzīvnieku modeļi ir primāti un kamieļi (dabiskais rezervuārs).
Nesenie pētījumi rāda, ka starp trušu un cilvēka DPP4 pastāv homoloģiska secība, tāpēc tas tiek pētīts kā ideāls MERS-CoV modelis.
