Готовий інструмент для виготовлення моделей миші COVID-19

Команда робить підхід до генної терапії у вільному доступі для дослідження COVID-19

Поки не буде ефективних методів лікування або вакцин, пандемія COVID-19 залишатиметься значною загрозою для громадського здоров'я та економіки у всьому світі. Головною перешкодою для розробки та тестування нових противірусних методів лікування та вакцин проти COVID-19 є відсутність хороших, широко доступних моделей захворювання на тваринах.

Дослідники з Медичного коледжу університету Айови Карвера та Медичного університету в Гуанчжоу, Китай, розробили простий інструмент подолання цього вузького місця. Дослідники створили підхід до генної терапії, який може перетворити будь-яку лабораторну мишу на мишу, яка може заразитися ГРВІ-CoV-2 та розвиває хворобу легенів, подібну до COVID. Міжнародна команда під керівництвом доктора медицини Пола МакКрея та доктора філософії Стенлі Перлмана в Університеті та доктора філософії Цзінкуна Чжао з Медичного університету в Гуанчжоу зробила свій вектор генної терапії у вільному доступі для всіх дослідників, які хочуть його використовувати.

"Існує нагальна потреба зрозуміти цю хворобу та розробити профілактику та лікування", - говорить Маккрей, професор педіатрії, мікробіології та імунології. "Ми хотіли максимально спростити доступ інших дослідників до цієї технології, яка дозволяє будь-якій лабораторії негайно розпочати роботу в цій галузі, використовуючи цей трюк".

"Фішка" полягає у використанні вектора генотерапії аденовірусу, який вдихають миші для доставки людського білка ACE2 до клітин дихальних шляхів миші. Це білок, який SARS-CoV-2 використовує для зараження клітин. Як тільки клітини дихальних шляхів миші експресують білок hACE2, миші стають сприйнятливими до зараження SARS-CoV-2, і вони розвивають симптоми легенів, подібні на COVID-19. Незважаючи на те, що хвороба не закінчується летально у мишей, тварини дійсно хворіють, втрачаючи вагу та розвиваючи пошкодження легенів. Важливо те, що вектор легко адаптується до будь-якого штаму мишей (та інших лабораторних тварин), що означає, що дослідницькі групи можуть швидко перетворити мишей зі специфічними генетичними ознаками на тварин, чутливих до SARS-Cov-2, що дозволяє їм перевірити, чи є ці ознаки впливати на хворобу.

Доповідаючи в Cell, дослідники показали, що мишей, які отримували цю генну терапію, можна було використовувати для оцінки вакцини та кількох потенційних методів лікування COVID-19, включаючи профілактичну стратегію, відому як poly I: C, яка посилює вроджену імунну відповідь, реконвалесцентну плазму. відновили пацієнтів з COVID-19 та противірусний препарат ремдезивір. У кожному випадку терапія запобігала втраті ваги, зменшувала захворювання легенів та збільшувала швидкість очищення вірусів у мишей. Команда також показала, що миші корисні для вивчення важливих імунних відповідей, що беруть участь у очищенні вірусу SARS-CoV-2.

Миші є найбільш часто використовуваними експериментальними тваринами для вивчення захворювань людини в лабораторії, оскільки вони доступні, недорогі та прості у використанні. Вони також є однією з найпростіших моделей тварин для використання в середовищах рівня біобезпеки трьох, які необхідні для роботи на COVID-19. Однак через різницю між білком ACE2 людини та миші миші дикого типу не сприйнятливі до вірусу SARS-Cov-2.

Вектор генної терапії, по суті, є готовим інструментом, який дозволяє лабораторіям створити власну модель миші COVID-19 протягом декількох днів. Маккрей, Чжао та Перлман розробили цей підхід у 2014 році, коли Чжао був докторантом у лабораторії інтерфейсу користувача Перлмана, щоб створити моделі миші MERS.

"Ви можете створити цих мишей дуже швидко. Вам не доведеться розмножувати штам, який є дуже трудомістким і дорогим", - пояснює Маккрей. "Ми вважаємо, що ця технологія буде корисною для дослідження захворювання легенів COVID-19 та швидкого тестування втручань, які, на думку людей, є перспективними для лікування або профілактики COVID-19".

Маккрей зараховує багаторічний досвід користувацького інтерфейсу у розробці векторів генної терапії як основу цього прогресу. Вектор був створений в Університеті штату Айова Vector Core, який є результатом Центру генетичної терапії муковісцидозу, що фінансується Національним інститутом охорони здоров’я. Вектор є у вільному доступі через Репозитарій ресурсів BEI Національного інституту алергії та інфекційних хвороб (NIAID).

Дослідження було підтримано грантами NIH (AI060699 та AI129269 та DK-54759) та Фондом кістозного фіброзу. Чжао та його команда також отримували фінансування від кількох китайських урядових організацій. McCray також підтримується благодійним фондом Роя Дж. Карвера.