Nowy model zwierzęcy przyspieszy opracowanie i wdrożenie leków i szczepionek chroniących przed COVID-19

Odpowiednie modele zwierząt laboratoryjnych mają zasadnicze znaczenie podczas opracowania leków i szczepionek. Wymagane są na etapie badań przedklinicznych, których pozytywne wyniki konieczne są do rozpoczęcia badań klinicznych na ludziach. Najczęściej wykorzystywanym modelem zwierzęcym są myszy laboratoryjne, ponieważ w badaniach można wykorzystać ich znaczną liczbę i obserwować przebieg zakażenia jak i odpowiedź immunologiczną, w sposób trudny do wykonania u ludzi. Zastosowanie modelu myszy pozwala uzyskać więcej informacji na temat działania potencjalnych leków i szczepionek, zanim zastosowane będą bardziej zaawansowane badania na modelu laboratoryjnym wyższych naczelnych (małpy).

Wirus SARS-CoV-2, dzięki obecnej na jego powierzchni glikoproteinie S rozpoznaje receptor, jakim jest białko konwertazy angiotensyny II (ACE2) znajdujące się na powierzchni komórek nabłonkowych dróg oddechowych i wnika do komórki gospodarza. Białko ACE2 u ludzi rożni się od białka ACE2 u myszy i z tego powodu myszy laboratoryjne niełatwo zakażają się SARS-CoV-2. Podobnie było w przypadku wirusa należącego do tej samej rodziny koronawirusów, wirusa SARS-CoV, który był przyczyną epidemii SARS w 2003 roku. Już wtedy naukowcy stworzyli szczep genetycznie zmodyfikowanej myszy laboratoryjnych, który pozwolił na badania nad SARS. Jednak po wygaśnięciu epidemii zainteresowanie SARS osłabło, a hodowle tych zwierząt zostały zamknięte. Pojawienie się COVID-19 na początku 2020 roku wywołało silną potrzebę, aby ponownie rozpocząć hodowlę myszy transgenicznych i to w ilości potrzebnej dla dziesiątków zespołów badawczych pracujących nad opracowaniem leku oraz szczepionki przeciw COVID-19.

Naukowcy z Washington University School of Medicine w St. Louis opracowali sposób na szybkie uzyskanie modelu myszy, który będzie można wykorzystać do badań nad COVID-19. Użyli do tego wektora adenowirusa, powodującego łagodne zakażenie układu oddechowego, z którego usunęli geny warunkujące jego replikację. Modyfikacja adenowirusa polegała na wstawieniu genu kodującego ludzkie ACE2 aby wirus SARS-CoV-2 miał się do czego związać. W celu sprawdzenia czy u myszy rozwiną się objawy zakażenia podobne do tych u ludzi, naukowcy w pierwszej kolejności zainfekowali myszy zmodyfikowanym adenowirusem, a po pięciu dniach zaszczepili zwierzęta donosowo wirusem SARS-CoV-2.

U myszy tych rozwinęło się zapalenie płuc, które miało podobny przebieg jak u większości osób zakażonych SARS-CoV-2. Naukowcy wykryli wysoki poziom wirusa w płucach oraz niski poziom wirusa w tkance serca, w śledzionie i mózgu zwierząt. „Przez pewien czas zwierzęta chorują, ale w końcu wracają do zdrowia, jak większość osób, które zachorowały na COVID-19 – powiedział profesor Michael Diamond kierujący zespołem badaczy. Opracowaną technikę hodowli myszy wrażliwych na zakażenie SARS-CoV-2 można zastosować dla każdego szczepu myszy laboratoryjnych i taki model wykorzystać w badaniach nad COVID-19. Ponadto opracowany model zwierzęcy można wykorzystać w badaniach poznania mechanizmów, które powodują cięższy przebieg COVID-19 u osób w podeszłym wieku czy z chorobami towarzyszącymi, takimi jak otyłość, cukrzyca, przewlekła choroba płuc.