COVID-19 Які моделі тварин Дослідження тварин

Ти тут

Головна> Коротко> COVID-19: Які моделі тварин ?

Дослідження на тваринах

COVID-19: Які моделі тварин ?

В контексті поточної пандемії необхідно терміново знайти терапевтичні та вакцинні рішення для боротьби з вірусом та подолання інфекцій ГРВІ-CoV-2. Роль досліджень на тваринах є важливою як для кращого розуміння патології, так і для пошуку ефективного способу боротьби з вірусною інфекцією.

Пошук правильного дизайну дослідження максимізує актуальність дослідження та пришвидшує відкриття. Розробка декількох моделей часто дозволяє вивчити кілька аспектів захворювання. Деякі моделі будуть особливо актуальними для базових досліджень, інші для терапевтичних досліджень. Ви повинні мати правильну модель, щоб відповісти на правильне запитання. Це узгоджений вибір, який повинен бути зроблений відповідно до набутих знань.

Миша

Опорою лабораторій, найбільш широко використовуваною моделлю, яка несе найбільше наукових відкриттів, залишається миша. Дуже добре відомий вченим, ним легко маніпулювати та відтворювати, здається природним, що дослідники звернулися до цієї моделі, щоб знайти рішення. І природна модель миші була б благом для науки та досліджень проти COVID-19. На жаль, миша модель природно не розвиває захворювання.

Миші не сприйнятливі до вірусу SARS-CoV-2. І справді, мишачий рецептор АСЕ2, який дозволяє вірусу проникати в клітини, має багато відмінностей від людської версії. Достатньо для того, щоб вірус не міг прикріпитися і вторгнутися в клітини мишей. 11 із 29 амінокислот у домені прикріплення вірусу на цьому рецепторі АПФ2 відрізняються від людської версії (13 відмінностей у щурів та 4 у хом'яків).

Однак цю деталь можна обійти шляхом генетичної модифікації мишей. Можна створити мишей, які експресують як людські, так і мишачі рецептори АСЕ2. Це саме те, що зробила команда з Університету IOWA у 2007 році. У своїй статті у журналі «Вірусологія» перший автор Пол Б. Маккрей пояснив, що відсутність моделі тварин під час кризи ГРВІ у 2002-2003 рр. Перешкоджало розробці терапевтичних підходів. Тоді на ринку не було миші, здатної імітувати цю нову хворобу людини і, отже, служити експериментальною моделлю.

В очікуванні корисності для науки ця генетично модифікована лінія мишей зберігалася як заморожена сперма. Потрібен час, щоб розмножитись і переробити достатньо таких мишей для всього наукового співтовариства. Тим часом деякі лабораторії розробляють власні моделі мишей з людськими рецепторами АСЕ2. Ці миші, генетично модифіковані, використовуючи зокрема технологію CRISPR-Cas9, виявляють змінну чутливість до SARS-CoV-2. В ідеалі повинен бути виражений лише рецептор людини.

Порівняльне пояснення стосується мишей KO щодо Tmprss2, молекули, яка також бере участь у проникненні вірусу в клітини. Також використана в дослідженні ГРВІ, ця модель може бути використана для кращого розуміння патогенезу COVID-19, як і багатьох інших, які можуть розвиватися в міру збільшення знань про вірус. Це стосується багатьох моделей гуманізованих мишей, ослаблених імунітетом або навіть генетично модифікованих для інших досліджуваних генів.

дослідження

Щур

Інші дослідники легше звертаються до щурів. Не будучи більш чутливими до COVID-19, ніж миші, їх більший розмір є перевагою і дозволяє вченим взяти більше зразків і, таким чином, завершити свої дослідження. Це особливо справедливо для досліджень оцінки вакцин, які часто вимагають проведення кількох аналізів антитіл протягом декількох днів.

Крім того, більшість токсикологічних досліджень починаються на щурах. Розробляється модель щура з людським рецептором АСЕ2 завдяки методу CRISPR-Cas9.

Хом'як

Гризун, який особливо привертає увагу в цій кризі, - хом'як. Володіючи рецептором АСЕ2, більш схожим на людський, дослідники 15 років тому показали, що сирійського хом'яка можна легко заразити ГРВІ-CoV-1. На той час симптоми цих гризунів були занадто тонкими, щоб викликати реальний інтерес до цієї моделі. Але з COVID-19 прогноз яскравіший.

Після зараження хом’яки, здається, худнуть, стають млявими, розпатлали шерсть, зігнувшись і у них розвивається прискорене, нестабільне дихання. ГРВІ-CoV-2 у великій кількості міститься в легенях і кишечнику тварин. І ці клінічні прояви нагадують інфекцію верхніх та нижніх дихальних шляхів у людини. Отже, ця модель може полегшити вивчення механіки вірусу, його зараження та передачі.

Тхори

Ще одна модель, яка набуває все більшого значення: тхір. Раніше він використовувався для вивчення ГРВІ, або Ебола, давно важлива модель у вивченні респіраторних захворювань і, зокрема, грипу. Це пов’язано з тим, що вірус грипу не тільки може заражати тхорів, у них з’являються симптоми, подібні до людських. Вони чхають і поширюють вірус по повітрю. Те саме стосується ГРВІ-Cov-2.

Вірус заражає тхорів і викликає підвищення температури тіла, не викликаючи будь-яких інших симптомів у молодих тварин. Однак тхори дуже добре моделюють респіраторну передачу вірусу. Дослідження вже припускають, що навіть дрібні частинки, здатні дрейфувати в повітрі протягом тривалого періоду і на великі відстані, можуть переносити інфекційні віруси.

Використання старих тхорів може ще більше покращити прогнозованість цієї моделі тварин. Дійсно, як і у людей, ГРВІ-CoV-2 набагато сильніше вражає старих тварин. Хоча у молодих тхорів мало симптомів, 93% старих тварин гинуть від патології. Тому ступінь тяжкості захворювання корелює з віком, як і у людей.

Нелюдський примат

Примати, які є найближчими до людини тваринами (PNH), природно, відіграють важливе місце в боротьбі з ГРВІ-CoV-2. Як і дослідження, проведені на тхорах, дослідження, проведені за допомогою моделей PNH, дозволяють краще зрозуміти передачу та поширення вірусу та можуть дати відповіді на контекст ризиків контакту з хворобою.

Хоча генетична близькість до людини використовується в крайньому випадку, робить їх особливо важливою моделлю, в якій патогенез ГРВІ-CoV-2 вивчався дуже швидко після виділення вірусу у людини.

Як старі, так і нові світові мавпи, включаючи резус-макаки, ​​макаки циномольгус, африканських зелених мавп, звичайних бабаків, білок-мавп та вусатих тамаринів, виявились дозвільними до зараження ГРВІ-CoV.

Як і у тхорів, так і у людей, у молодих мавп спостерігається мало симптомів, на відміну від людей старшого віку. Зокрема, вони зможуть вивчати супутні патологічні фактори, такі як гіпертонія або ожиріння на думку дослідників.

"У макак (резус і кіномольгус), експериментально заражених ГРВІ-CoV2, розвиваються легеневі ураження з клінічним перебігом, дуже подібним до того, що можна спостерігати у людей", - пояснив доктор Роджер Ле Гранд, директор IDMIT. "Макаки, ​​імунна система яких дуже схожа на нашу імунну систему, залишаються важливими для розуміння патофізіології Ковіда 19."

Вони будуть займати особливе місце в оцінці терапевтичної та вакцинної стратегій.

Свинина

Свині фізіологічно дуже схожі на людей. Оскільки органи порівняно порівняно за розміром, їх часто використовують як хірургічні моделі. Зокрема, вони зіграли важливу роль у розробці нових респіраторів, які врятували тисячі людей, інфікованих ГРВІ-CoV-2.

Свині також використовувались для моделювання хвороби та розробки вакцин проти вірусу. Володіючи дихальною та імунною системою, подібною до людської, вони розвивають еквівалентну патологію і виробляють антитіла для боротьби з вірусом, подібні до людей. Тому вони відіграватимуть важливу роль у відкритті та підтвердженні ефективних стратегій вакцинації проти ГРВІ-CoV-2.