Acum, că știm că coronavirusul este o amenințare globală care nu cunoaște granițe, trebuie să fim pregătiți pentru tulpinile care apar în viitor. Prin urmare, utilizarea modelelor animale pentru a găsi terapii virale și vaccinuri a devenit o prioritate pentru a câștiga bătălia.
Înainte de această pandemie COVID-19, alte tulpini de coronavirus făcuseră deja ravagii în lume. Coronavirusurile au fost cauza [sindromului respirator acut sever (SARS) în Asia și sindromului respirator în Orientul Mijlociu (MERS). Acestea au fost transmise de la animale la oameni, provocând boli respiratorii grave, a cărei eficiență constă în răspândirea rapidă și rata mare de fatalitate.
Mai jos vă vom spune mai multe despre aceste viruși și ce modele animale au fost utilizate pentru SARS-CoV (coronavirusul care cauzează SARS) și MERS-CoV (coronavirusul care provoacă MERS), potrivit studiului publicat în jurnal Natură și efectuate de National Institutes of Health din Bethesda, Maryland (SUA).
Coronavirusul și modelul animal ideal
SARS-CoV și MERS-CoV aparțin ordinului Nidovirales, familie Coronaviridae. Materialul genetic al ambilor viruși este ARN și au un înveliș lipidic care provine din celula pe care o infectează.
Acești viruși interacționează și intră în celule printr-o proteină numită proteină spike (Spike), care este esențială pentru apariția infecției. Această proteină se leagă de domeniile receptorilor SARS-CoV și MERS-CoV, care sunt enzima numită ACE2 și respectiv proteina DPP4.
Dezvoltarea de medicamente și vaccinuri pentru aceste virusuri este o provocare, datorită dificultății de a găsi modele animale care să reproducă boala și să dea rezultate bune.
Modelul animal ideal pentru studiu trebuie să îndeplinească trei condiții după inocularea acestuia cu virusul:
- Reflectați semnele clinice.
- Virusul trebuie să se replice la animalele selectate.
- Prezentați aceleași patologii ca la oameni.
Persoanele infectate cu SARS-CoV și MERS-CoV au simptome precum febră, mialgie și dificultăți de respirație, inclusiv tuse uscată și dispnee.
Modele animale pentru SARS-CoV și MERS-CoV
Primate neumane
Asemănările anatomice, fiziologice și imunologice ale primatelor față de oameni le fac modele ideale pentru a studia patogeneza coronavirusului.
Macaci Rhesus, macaci Cynomolgus și maimuțele verzi africane au fost infectate cu succes de SARS-CoV, astfel încât la fiecare specie a existat cel puțin un caz de pneumonită.
Deoarece primatele utilizate nu au aparținut aceleiași subspecii și metodele experimentale utilizate au fost diferite, semnele clinice, replicarea virală și patologia au fost diferite pentru fiecare specie. Disfuncțiile hepatice au fost raportate la marmosetele comune.
Macaci Rhesus infectate cu MERS-CoV au arătat infecții pulmonare care au fost asociate cu replicarea virusului în pneumocitele bronhiolelor. La marmosete simptomele au fost mult mai severe.
Șoareci
Utilizarea șoarecilor este avantajoasă datorită dimensiunilor mici și costului redus. În plus, acestea pot fi manipulate genetic cu ușurință.
Ca și la om, vârsta șoarecilor joacă un rol important în sensibilitatea lor la boală.
- Șoarecii de un an au avut simptome mai severe decât cei tineri și au dezvoltat, de asemenea, pierderea în greutate și deshidratarea.
- Particulele virale au fost detectate în plămânii celor cu pneumonită interstițială, însoțite de leziuni alveolare.
- Deoarece șoarecii tineri erau asimptomatici, erau capabili să infecteze șoarecii vârstnici.
- Deci, au fost folosite șoareci transgenici care exprimă receptorul ACE2 uman, care a cauzat o infecție fatală cu SARS-CoV.
- Spre deosebire de SARS-CoV, șoarecii nu sunt sensibili în mod natural la infecția MERS-CoV, deoarece receptorul DPP4 de la șoarece este diferit de DPP4 uman.
Prin urmare, șoarecii transgenici au fost creați cu proteina DPP4 umană, astfel încât șoarecii au reprodus corect virusul și au dezvoltat o infecție respiratorie severă care a dus la moartea lor câteva zile mai târziu. În cele din urmă, încărcăturile virale au fost colectate în mai multe organe și modificări patologice.
Hamsteri
Hamsterul sirian auriu este un model excelent pentru SARS-CoV deoarece virusul se reproduce la niveluri ridicate în plămâni, astfel încât au prezentat modificări histopatologice, cum ar fi inflamația interstițială și pneumonita.
- Deoarece au fost asimptomatice la prima vedere, studiul bolii sa bazat pe utilizarea roților de exercițiu pentru a măsura activitatea fizică.
- Hamsterii infectați cu SARS-CoV au fost mai puțin activi după ce au fost infectați.
- În plus, infecția a provocat răspunsul anticorpului care a oferit protecție împotriva viitoarelor infecții.
- Pentru MERS-CoV, infecția nu a avut succes la hamsteri.
Dihori
Aceste animale sunt utilizate frecvent pentru studiul infecțiilor virale respiratorii. Dar cu toate acestea, S-au obținut rezultate contradictorii cu acestea.
Iepurii ar putea fi alte modele animale
Investigațiile SARS-CoV și MERS-CoV au arătat că utilizarea unei singure specii de animale nu funcționează pentru toate tulpinile de coronavirus.
Capacitatea de a provoca infecție, replicare virală și patologie depinde nu numai de expresia receptorului viral, ci și de speciile și caracteristicile animalului.
Pentru SARS-CoV, dezvoltarea de modele animale cu domeniul receptorului ACE2, care se leagă de proteina spike a acestui virus, este conservată la diferite specii.
În ceea ce privește MERS-CoV, mutațiile punctuale din proteina DPP4 limitează capacitatea proteinei spike de a se lega de receptorul gazdă. Asa de modelele animale pentru coronavirusul care provoacă MERS sunt primate și cămile neumane (rezervor natural).
Studii recente arată că există o secvență omologă între iepure și DPP4 uman, motiv pentru care este investigat ca model ideal pentru MERS-CoV.
