Zikos viruso (ZIKV) infekcija yra didelis susirūpinimas visuomenės sveikata, ypač dėl sunkių smegenų vystymosi trūkumų, kuriuos ji gali sukelti vaisiui, kai nėščios moterys yra užkrėstos. Vienas iš rimčiausių rezultatų yra mikrocefalija – būklė, kai naujagimiai pasižymi neįprastai mažomis galvomis. Šiuo metu ZIKV nėra patvirtintų gydymo būdų ar vakcinų, daugiausia dėl to, kad ligos mechanizmai išlieka blogai suprantami.
Iki šiol pelių modeliai buvo naudojami tiriant ZIKV infekciją. Tačiau šie modeliai turi didelių apribojimų, susijusių su reikalaujamų gyvūnų skaičiumi, techniniais iššūkiais, didelėmis išlaidomis ir etiniais sumetimais.
„Institut National De La Recherche Scientifique“ (INRS) profesoriai Laurent Chatel-Chaix ir Kessen Patten kartu sujungė savo žinias apie virusologijos ir neurodegeneracines ligas, kad ištirtų alternatyvų gyvūnų infekcijos modelį, pagrįstą zebrafish. Šis bendradarbiavimas paskatino naujas įžvalgas apie tai, kaip Zikos virusas veikia besivystančias smegenis.
Kartu su Aïcha Sow, daktaro laipsniu. Virologijos ir imunologijos studentas tyrėjai, kurie taip pat yra „Pasteur“ tinklo nariai, sukūrė zebrafish modelį, kuris leidžia jiems ištirti ZIKV infekciją ankstyvosiose vystymosi stadijose viso organizmo, audinių, ląstelių ir molekulių lygyje.
Šis tyrimas, kuris yra SOW daktaro disertacijos pagrindas, yra paskelbtas PLOS patogenai. Studentas taip pat planuoja artimiausiu metu pradėti doktorantūros stipendiją „Institut Pasteur“ Prancūzijoje.
Galingas tyrimų įrankis
„Zebrafish yra žavus modelis, nes jo anatominis vystymasis yra labai panašus į žmonių, tačiau jis atsitinka daug greičiau. Vos per 48 valandas galime stebėti daugumą organų, įskaitant smegenis; tai, kas pelių ir mėnesių trunka kelias dienas ir mėnesius, – aiškina Sow.
„Jie taip pat yra optiškai skaidrūs, o tręšimas vyksta už kūno ribų, o tai leidžia mums realiu laiku stebėti organų vystymąsi“, – priduria ji.
„Tai neįtikėtina priemonė tiriant ligos aspektus, kurių mes tiesiog negalime mokytis pelių“,-sako profesorius Laurentas Chatel-Chaix, 3 lygio 3 lygio laboratorijos mokslinis direktorius.
Komanda išsiaiškino, kad Zikos virusas sukelia zebrafish lervų vystymosi defektus, panašius į tuos, kurie matomi žinduolių: mažesnis galvos dydis, pažeidimas smegenims formuojančioms ląstelėms ir padidinami smegenų skilveliai. Jie taip pat nustatė specifinių rūšių neuronų defektus ir jas sukeliančių kamieninių ląstelių praradimą.
„Raktų“ baltymas
Tyrimo metu SOW parodė, kad išreiškiantis vieną Zikos viruso baltymą zebrafish, pakartoja visą infekcijos poveikį. Tai yra pagrindinis atradimas – pirmas kartas, kai šis viruso veiksnys buvo pastebėtas šio viruso veiksnys stuburinių gyvūnų modelyje.
„Zebrafish yra labai naudinga tyrimams. Jie leidžia mums greitai ir tuo pačiu metu išbandyti daugybę vaistų – to, ko mes negalime padaryti žmonėms”, – sako profesorius Kessenas Pattenas, ilgą laiką naudodamas zebrafish žmonių ligoms, įskaitant genetinius ir neurologinius sutrikimus.
Dėl skaidrumo ir greito zebrafish vystymosi tyrėjai gali atidžiai stebėti, kaip susidaro smegenys ir kaip virusas sutrikdo šį procesą.
Zebrafish modelis taip pat suteikia galimybę mokslininkams ištirti ligą susijusius genus ir suprasti ląstelių lygio mechanizmus. Vienas pagrindinių pranašumų: tyrėjai gali dirbti su šimtais lervų vienu metu, o tai lemia patikimesnius ir patikimesnius rezultatus.
Komanda tikisi, kad šis modelis atvers naujas galimybes suprasti niokojantį Zikos viruso poveikį smegenims ir bandant perspektyvų gydymą.