Сада када знамо да је коронавирус глобална пријетња која не познаје границе, морамо бити спремни на сојеве који ће се појавити у будућности. Стога, употреба животињских модела за проналажење вирусних терапија и вакцина постала је приоритет за победу у бици.
Пре ове пандемије ЦОВИД-19, други сојеви коронавируса већ су нанели пустош свету. Коронавируси су били узрок (тешког акутног респираторног синдрома (САРС) у Азији и респираторног синдрома на Блиском истоку (МЕРС)). Они су се преносили са животиња на људе, узрокујући озбиљне респираторне болести, чија ефикасност лежи у брзом ширењу и високој стопи смртности.
У наставку ћемо вам рећи више о овим вирусима и који су животињски модели коришћени за САРС-ЦоВ (коронавирус који изазива САРС) и МЕРС-ЦоВ (коронавирус који изазива МЕРС), према студији објављеној у часопису Природа а спровели су га Национални институти за здравље у Бетхесди, Мариланд (САД).
Коронавирус и идеалан животињски модел
САРС-ЦоВ и МЕРС-ЦоВ припадају реду Нидовиралес, породици Цоронавиридае. Генетски материјал оба вируса је РНК и они имају липидни омотач који долази из ћелије коју инфицирају.
Ови вируси ступају у интеракцију и улазе у ћелије путем протеина који се назива спике протеин (Спике), који је неопходан за настанак инфекције. Овај протеин се везује за домене рецептора САРС-ЦоВ и МЕРС-ЦоВ, који су ензим АЦЕ2 и протеин ДПП4.
Развој лекова и вакцина за ове вирусе представља изазов, због потешкоћа у проналажењу животињских модела који репродукују болест и дају добре резултате.
Идеалан животињски модел за проучавање мора задовољити три услова након инокулације вирусом:
- Одразите клиничке знакове.
- Вирус се мора реплицирати на одабраним животињама.
- Представите исте патологије као и код људи.
Људи заражени САРС-ЦоВ и МЕРС-ЦоВ имају симптоме као што су грозница, миалгија и потешкоће са дисањем, укључујући сув кашаљ и диспнеју.
Животињски модели за САРС-ЦоВ и МЕРС-ЦоВ
Примати који нису људи
Анатомске, физиолошке и имунолошке сличности примата у односу на људе чине их идеалним моделима за проучавање патогенезе коронавируса.
Макаки Рхесус, макаки Циномолгус и афрички зелени мајмуни успешно су заражени САРС-ЦоВ, тако да у свакој врсти је био најмање један случај пнеумонитиса.
Будући да примат који је коришћен није припадао истој подврсти и да су коришћене експерименталне методе биле различите, клинички знакови, репликација вируса и патологија били су различити за сваку врсту. Дисфункције јетре су пријављене код обичних мармозета.
Макаки Рхесус инфициран МЕРС-ЦоВ показао је плућне инфекције које су биле повезане са репликацијом вируса у пнеумоцитима бронхиола. Код мармозета симптоми су били много израженији.
Мишеви
Употреба мишева је повољна због њихове мале величине и ниске цене. Осим тога, њима се може лако генетски манипулисати.
Као и код људи, старост мишева игра важну улогу у њиховој подложности болести.
- Једногодишњи мишеви имали су озбиљније симптоме од младих, а такође су развили губитак тежине и дехидратацију.
- Вирусне честице су откривене у плућима оних са интерстицијским пнеумонитисом, праћеним оштећењем алвеола.
- Будући да су млади мишеви били асимптоматски, били су способни заразити старије мишеве.
- Дакле, они су коришћени трансгени мишеви који експримирају хумани АЦЕ2 рецептор, која је изазвала фаталну инфекцију САРС-ЦоВ.
- За разлику од САРС-ЦоВ, мишеви нису природно подложни МЕРС-ЦоВ инфекцији јер се мишји ДПП4 рецептор разликује од хуманог ДПП4.
Због тога су створени трансгени мишеви са хуманим протеином ДПП4, тако да су мишеви правилно реплицирали вирус и развили тешку респираторну инфекцију која је неколико дана касније довела до њихове смрти. Коначно, прикупљено је вирусно оптерећење у више органа и патолошке промене.
Хрчци
Златни сиријски хрчак одличан је модел за САРС-ЦоВ јер вирус се реплицира на високим нивоима у плућима, тако да су представили хистопатолошке промене, као што су интерстицијална упала и пнеумонитис.
- Како су на први поглед биле асимптоматске, проучавање болести заснивало се на употреби точкића за вежбање за мерење физичке активности.
- Хрчци заражени САРС-ЦоВ-ом били су мање активни након што су се заразили.
- Осим тога, инфекција је изазвала одговор антитела који је пружао заштиту од будућих инфекција.
- За МЕРС-ЦоВ, инфекција је била неуспешна код хрчака.
Творови
Ове животиње се често користе за проучавање респираторних вирусних инфекција. Али ипак, Њима су добијени контрадикторни резултати.
Зечеви би могли бити други животињски модели
Истраживања САРС-ЦоВ и МЕРС-ЦоВ су то показала употреба једне животињске врсте не функционише за све сојеве коронавируса.
Способност изазивања инфекције, репликације вируса и патологије не зависи само од експресије рецептора вируса, већ и од врсте и карактеристика животиње.
За САРС-ЦоВ, развој животињских модела са доменом рецептора АЦЕ2, који се везује за шиљак протеина овог вируса, очуван је код различитих врста.
Што се тиче МЕРС-ЦоВ, тачкасте мутације у протеину ДПП4 ограничавају способност протеина шиљака да се веже за рецептор домаћина. Тако животињски модели коронавируса који изазива МЕРС су примати који нису људи и камиле (природни резервоар).
Недавне студије показују да постоји хомологна секвенца између зечјег и хуманог ДПП4, због чега се истражује као идеалан модел за МЕРС-ЦоВ.
