Nyt kun tiedämme, että koronavirus on maailmanlaajuinen uhka, jolla ei ole rajoja, meidän on oltava valmiita tulevaisuudessa esiintyviin kantoihin. Siksi, eläinmallien käytöstä virushoitojen ja rokotteiden löytämiseksi on tullut ensisijainen tavoite voittaa taistelu.
Ennen tätä COVID-19-pandemiaa muut koronaviruskannat olivat jo aiheuttaneet tuhoa maailmalle. Koronavirukset ovat aiheuttaneet (vakava akuutti hengitystieoireyhtymä (SARS) Aasiassa ja hengitystieoireyhtymä Lähi -idässä (MERS). Nämä tarttuivat eläimiltä ihmisille aiheuttaen vakavia hengityselinten sairauksia, jonka tehokkuus on sen nopea leviäminen ja korkea kuolleisuus.
Alla kerromme lisää näistä viruksista ja mitä eläinmalleja käytettiin SARS-CoV: lle (SARS: ää aiheuttava koronavirus) ja MERS-CoV: lle (MERS: ää aiheuttava koronavirus) lehden julkaiseman tutkimuksen mukaan. Luonto ja suorittaa National Institutes of Health Bethesdassa, Marylandissa (USA).
Koronavirus ja ihanteellinen eläinmalli
SARS-CoV ja MERS-CoV kuuluvat perheeseen Nidovirales Coronaviridae. Molempien virusten geneettinen materiaali on RNA ja niillä on lipidikuori, joka tulee niiden saamasta solusta.
Nämä virukset ovat vuorovaikutuksessa ja pääsevät soluihin proteiinin nimeltä piikkiproteiini (Spike), joka on välttämätön infektion esiintymiselle. Tämä proteiini sitoutuu SARS-CoV- ja MERS-CoV-reseptorialueisiin, jotka ovat ACE2-entsyymi ja DPP4-proteiini.
Lääkkeiden ja rokotteiden kehittäminen näitä viruksia vastaan on haaste, koska on vaikea löytää eläinmalleja, jotka toistavat taudin ja antavat hyviä tuloksia.
Ihanteellisen eläinmallin tutkimukseen on täytettävä kolme ehtoa sen jälkeen, kun se on rokotettu viruksella:
- Heijastavat kliinisiä oireita.
- Viruksen on toistuttava valituissa eläimissä.
- Samat patologiat kuin ihmisillä.
SARS-CoV- ja MERS-CoV-tartunnan saaneilla ihmisillä on oireita, kuten kuume, lihaskipu ja hengitysvaikeudet, mukaan lukien kuiva yskä ja hengenahdistus.
Eläinmallit SARS-CoV: lle ja MERS-CoV: lle
Muita kuin kädellisiä
Kädellisten anatomiset, fysiologiset ja immunologiset samankaltaisuudet ihmisten suhteen tekevät niistä ihanteellisia malleja koronaviruksen patogeneesin tutkimiseksi.
Makakit Rhesus, makakit Cynomolgus ja Afrikan vihreät apinat saivat onnistuneesti SARS-CoV-tartunnan, joten kussakin lajissa oli vähintään yksi keuhkotulehdustapaus.
Koska käytetyt kädelliset eivät kuuluneet samaan alalajiin ja käytetyt kokeelliset menetelmät olivat erilaisia, kliiniset oireet, viruksen replikaatio ja patologia olivat erilaisia lajeittain. Maksan toimintahäiriöitä raportoitiin tavallisilla marmoseteilla.
Makakit Rhesus MERS-CoV-tartunnan saaneet osoittivat keuhkoinfektioita, jotka liittyivät viruksen replikaatioon keuhkoputkien keuhkosoluissa. Marmoseteilla oireet olivat paljon vakavampia.
Hiiret
Hiirien käyttö on edullista niiden pienen koon ja alhaisten kustannusten vuoksi. Lisäksi niitä voidaan helposti muokata geneettisesti.
Kuten ihmisillä, myös hiirien iällä on tärkeä rooli niiden alttiudessa taudille.
- Yhden vuoden ikäisillä hiirillä oli vakavampia oireita kuin nuorilla, ja he kehittivät myös laihtumista ja kuivumista.
- Virushiukkasia havaittiin interstitiaalista keuhkotulehdusta sairastavien keuhkoissa, joihin liittyi alveolaarisia vaurioita.
- Koska nuoret hiiret olivat oireettomia, he pystyivät tartuttamaan vanhukset hiiret.
- Niitä käytettiin siis siirtogeeniset hiiret, jotka ilmentävät ihmisen ACE2 -reseptoria, joka aiheutti kuolemaan johtavan SARS-CoV-infektion.
- Toisin kuin SARS-CoV, hiiret eivät ole luonnollisesti alttiita MERS-CoV-infektiolle, koska hiiren DPP4-reseptori on erilainen kuin ihmisen DPP4.
Siksi siirtogeeniset hiiret luotiin ihmisen DPP4 -proteiinilla, niin että hiiret replikoivat viruksen oikein ja kehittivät vakavan hengitystieinfektion, joka johti heidän kuolemaansa muutamaa päivää myöhemmin. Lopuksi viruskuormat kerättiin useista elimistä ja patologisista muutoksista.
Hamsterit
Kultainen Syyrian hamsteri on erinomainen malli SARS-CoV: lle, koska virus lisääntyy korkealla tasolla keuhkoissa, niin, että ne esittivät histopatologisia muutoksia, kuten interstitiaalista tulehdusta ja keuhkotulehdusta.
- Koska ne olivat oireettomia ensi silmäyksellä, taudin tutkimus perustui kuntopyörien käyttöön liikunnan mittaamiseen.
- SARS-CoV-tartunnan saaneet hamsterit olivat vähemmän aktiivisia tartunnan jälkeen.
- Lisäksi infektio sai aikaan vasta -ainevasteen, joka tarjosi suojan tulevia infektioita vastaan.
- MERS-CoV: n infektio ei onnistunut hamsterilla.
Fretit
Näitä eläimiä käytetään usein hengityselinten virusinfektioiden tutkimiseen. Mutta siitä huolimatta, Heidän kanssaan saatiin ristiriitaisia tuloksia.
Kanit voivat olla muita eläinmalleja
SARS-CoV- ja MERS-CoV-tutkimukset ovat osoittaneet sen yhden eläinlajin käyttö ei toimi kaikille koronaviruskannille.
Kyky aiheuttaa infektio, viruksen replikaatio ja patologia riippuu paitsi virusreseptorin ilmentymisestä myös eläimen lajista ja ominaisuuksista.
SARS-CoV: n osalta eläinmallien kehittäminen ACE2-reseptorialueella, joka sitoutuu tämän viruksen piikkiproteiiniin, on säilynyt eri lajeissa.
Mitä tulee MERS-CoV: hen, DPP4-proteiinin pistemutaatiot rajoittavat piikkiproteiinin kykyä sitoutua isäntäreseptoriin. Niin MERS: ää aiheuttavan koronaviruksen eläinmallit ovat kädelliset ja kamelit (luonnonsäiliö).
Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että kanin ja ihmisen DPP4: n välillä on homologinen sekvenssi, minkä vuoksi sitä tutkitaan ihanteellisena mallina MERS-CoV: lle.
