Džeksono laboratorijos ir Trudeau instituto mokslininkai nustatė pirmąją pelių padermę, kuri yra jautri sunkiam COVID-19 ir nereikalauja genetinės modifikacijos. Šis vystymasis, apie kurį pranešta Mokslinės ataskaitosžymi esminį žingsnį į priekį infekcinių ligų tyrimų srityje ir yra esminė priemonė kuriant vakcinas ir gydymo priemones būsimiems koronaviruso variantams ir galimoms pandemijomis.
CAST/EiJ pelė, kuri yra tyrimų grupės, apimančios aštuonias genetiškai skirtingas pelių padermes, dalis, išsiskiria stipriu atsaku į SARS-CoV-2 infekciją, įskaitant beta, omikrono ir delta variantus. Nors kitos padermės atsigavo arba pasireiškė lengvi simptomai, CAST pelėms pasireiškė ūmi liga, išryškinanti jų unikalų jautrumą virusui.
„Nors dauguma pelių padermių turi nežymius simptomus, atsirandančius dėl užsikrėtimo SARS-CoV-2 variantais, CAST pelėms būdingas mirtinas atsakas, todėl jos yra neįkainojamas šaltinis tiriant viruso poveikį ir išbandant naujos kartos gydymo būdus“, – sakė mokslinė direktorė Nadia Rosenthal. JAX profesorius ir vienas iš vyresniųjų tyrimo autorių.
Iš pradžių surinktos Kastanijos saloje ir 1971 m. atvežtos į JAX, CAST pelės buvo veisiamos JAX, kad būtų išlaikyta genetiškai gryna linija ir sukurtas modelis, kuo labiau atitinkantis pelės genomą. Ši savybė daro juos idealiu modeliu tiriant sunkius COVID-19 simptomus švariame genetiniame fone.
Šios pelės ne tik neša didelį virusų kiekį plaučiuose, bet ir pasižymi dideliu plaučių pažeidimu, atspindinčiu hiperuždegiminį atsaką, pastebėtą žmonėms, sergantiems sunkiu COVID-19. Ši unikali padermė tyrėjams siūlo modelį, kuris labai panašus į žmogaus atsaką į virusą be smegenų infekcijos – problema ankstesniuose COVID-19 modeliuose.
Pradiniai antivirusinio gydymo bandymai parodė daug žadančių rezultatų, padidindami CAST pelių išgyvenamumą ir suteikdami viltį dėl jų vaidmens kuriant gydymo būdus būsimiems koronaviruso protrūkiams. Atsirandant naujiems variantams, CAST pelės modelis yra pasirengęs paspartinti atsaką, suteikdamas įžvalgų, kurios galiausiai gali išgelbėti gyvybes.
Pelių modelių įvairovė suteikia naujų perspektyvų
Tyrime buvo tiriamos aštuonios genetiškai skirtingos pelių padermės, įskaitant A/J, B6J, CAST, 129S1, NSG, NZO, PWK ir WSB, apimančias tokias savybes kaip 1 ir 2 tipo diabeto jautrumas, nutukimas ir liesumas. Šios įvairios genetinės kilmės leido komandai atskleisti viruso jautrumo skirtumus.
Rosenthal ir Candice Baker, JAX tyrimų projektų direktoriai ir pirmasis tyrimo autorius, pradėjo nuo visų aštuonių pelių padermių ir nustatė, kad CAST pelė išsiskiria kaip labai jautri SARS-CoV-2 infekcijai. Nors CAST pelės neatsigavo, kai kurios padermės atsigavo, tačiau pasireiškė užsitęsę simptomai, panašūs į ilgą COVID.
„CAST pelės suteikė mums įžvalgos apie ūmius COVID-19 simptomus, bet dabar pažvelgsime į ilgalaikius padarinius“, – sakė Bakeris.
Tolesniame darbe Rosenthal ir Baker planuoja ištirti ilgalaikį poveikį, naudodami tą pačią aštuonių pelių grupę.
Ankstyvųjų COVID-19 tyrimų iššūkių įveikimas
Kai prasidėjo pandemija, tradiciniai pelių modeliai buvo netinkami SARS-CoV-2 tyrimams, nes jų ląstelėse trūksta receptorių, reikalingų virusui prisijungti. 2023 m. Rosenthal ir jos komanda iš JAX ir NIH Rocky Mountain Laboratories tai išsprendė naudodamos peles, sukurtas su žmogaus versijomis šių receptorių, tačiau susidariusios infekcijos buvo pernelyg sunkios ir neatkartojo žmogaus atsako spektro.
Kryžmindama genetiškai modifikuotas peles su įvairiomis padermėmis, Rosenthal komanda atkartojo daugybę į žmones panašių reakcijų. Tačiau šie sukurti žmogaus receptoriai ne visada suteikia kliniškai reikšmingą ligos fenotipą. CAST pelė yra neįkainojama, nes jos genetiniame fone išvengiama dirbtinių receptorių modifikacijų, todėl ji yra natūralesnis modelis tiriant sunkų COVID-19.
„CAST pelės yra pasirengusios pakeisti COVID-19 tyrimus ir paruošti mus būsimiems iššūkiams“, – sakė Rosenthal. „Ne mažiau svarbu, kad darbas sustiprina lemiamą genetinės įvairovės vaidmenį moksle.