Теперь, когда мы знаем, что коронавирус — это глобальная угроза, не знающая границ, мы должны быть готовы к напряжениям, которые возникнут в будущем. Так, использование животных моделей для поиска вирусных терапий и вакцин стало приоритетом для победы в битве.
До этой пандемии COVID-19 другие штаммы коронавируса уже нанесли ущерб миру. Коронавирусы были причиной (тяжелого острого респираторного синдрома (SARS) в Азии и респираторного синдрома на Ближнем Востоке (MERS). Они передавались от животных людям, вызывая серьезные респираторные заболевания., эффективность которого заключается в его быстром распространении и высокой летальности.
Ниже мы расскажем вам больше об этих вирусах и о том, какие животные модели использовались для SARS-CoV (коронавирус, вызывающий SARS) и MERS-CoV (коронавирус, вызывающий MERS), согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature и проведенному Национальным институтом здоровья в Бетесде, штат Мэриленд (США).
Коронавирус и идеальная модель на животных
SARS-CoV и MERS-CoV относятся к отряду Nidovirales, семейству Coronaviridae. Генетический материал обоих вирусов — РНК, и у них есть липидная оболочка. что исходит из клетки, которую они заражают.
Эти вирусы взаимодействуют и проникают в клетки через белок, называемый спайк-белком, который необходим для возникновения инфекции. Этот белок связывается с рецепторными доменами SARS-CoV и MERS-CoV, которые представляют собой фермент ACE2 и белок DPP4 соответственно.
Разработка лекарств и вакцин против этих вирусов является сложной задачей из-за сложности поиска животных моделей, воспроизводящих болезнь и дающих хорошие результаты.
Идеальная модель животного для исследования должна соответствовать трем условиям после заражения вирусом:
- Отражать клинические признаки.
- Вирус должен реплицироваться у выбранных животных.
- Представляют те же патологии, что и у человека.
Люди, инфицированные SARS-CoV и MERS-CoV, имеют такие симптомы, как лихорадка, миалгия и затрудненное дыхание, включая сухой кашель и одышку.
Модели на животных для SARS-CoV и MERS-CoV
Нечеловеческие приматы
Анатомическое, физиологическое и иммунологическое сходство приматов с людьми делает их идеальными моделями для изучения патогенеза коронавируса.
Макаки-резусы, макаки Cynomolgus и африканские зеленые обезьяны были успешно инфицированы SARS-CoV, так что по крайней мере один случай пневмонита был выявлен у каждого вида.
Поскольку использованные приматы не принадлежали к одним и тем же подвидам, и используемые экспериментальные методы были разными., клинические признаки, вирусная репликация и патология были разными для каждого вида. Сообщалось о нарушениях функции печени у обыкновенных мартышек.
У макак-резусов, инфицированных БВРС-КоВ, наблюдались легочные инфекции, связанные с репликацией вируса в пневмоцитах бронхиол. У мартышек симптомы были более серьезными.
мышей
Использование мышей выгодно благодаря их небольшому размеру и невысокой стоимости. Кроме того, ими можно легко манипулировать генетически.
Как и у людей, возраст мышей играет важную роль в их восприимчивости к болезням.
- У годовалых мышей симптомы были более серьезными, чем у молодых, кроме того, у них наблюдалась потеря веса и обезвоживание.
- Вирусные частицы были обнаружены в легких у больных интерстициальным пневмонитом, сопровождавшимся поражением альвеол.
- Поскольку у молодых мышей не было симптомов, они были способны инфицировать мышей более старшего возраста.
- Итак, они использовались трансгенные мыши, экспрессирующие человеческий рецептор ACE2, который вызвал смертельную инфекцию SARS-CoV.
- В отличие от SARS-CoV, мыши от природы не восприимчивы к инфекции MERS-CoV, поскольку рецептор DPP4 мыши отличается от рецептора DPP4 человека.
По этой причине были созданы трансгенные мыши с человеческим белком DPP4., Таким образом, мыши правильно реплицировали вирус и развили тяжелую респираторную инфекцию, которая через несколько дней привела к их смерти. Наконец, была собрана вирусная нагрузка в нескольких органах и патологических изменениях.
Хомяков
Золотой сирийский хомяк — отличная модель для SARS-CoV, потому что вирус реплицируется на высоких уровнях в легких, так, чтобы они представили гистопатологические изменения, такие как интерстициальное воспаление и пневмонит.
- Поскольку на первый взгляд они протекали бессимптомно, исследование болезни основывалось на использовании тренажеров для измерения физической активности.
- Хомяки, инфицированные SARS-CoV, были менее активны после заражения.
- Кроме того, инфекция вызвала реакцию антител, которая обеспечила защиту от будущих инфекций.
- В случае БВРС-КоВ заражение хомяков не было успешным.
Хорьки
Этих животных часто используют для изучения респираторных вирусных инфекций. тем не мение, с ними были получены противоречивые результаты.
Кролики могут быть другими моделями животных
Исследования SARS-CoV и MERS-CoV показали, что использование одного вида животных не работает для всех штаммов коронавируса.
Способность вызывать инфекцию, репликацию вируса и патологию зависит не только от экспрессии вирусного рецептора, но также от вида и характеристик животного.
Для SARS-CoV разработка моделей животных с доменом рецептора ACE2, который связывается со спайковым белком этого вируса, сохраняется у разных видов.
Что касается MERS-CoV, точечные мутации в белке DPP4 ограничивают способность белка-шипа связываться с рецептором хозяина. Так животными моделями коронавируса, вызывающего MERS, являются нечеловеческие приматы и верблюды (естественный резервуар).
Недавние исследования показывают, что существует гомологичная последовательность между DPP4 кролика и человека, поэтому он исследуется как идеальная модель для БВРС-КоВ.
