Пробивната платформа за органоиди на прилеп повдига въпроси относно поведението на зоонозните вируси

Пробивната платформа за органоиди на прилеп повдига въпроси относно поведението на зоонозните вируси

Знаете ли, че повече от 75% от новите инфекциозни заболявания, засягащи хората, произхождат от животни? По-специално прилепите са естествени гостоприемници на някои от най-опасните вируси в света, включително тези, отговорни за Covid-19 (SARS-CoV-2), MERS-CoV, грип А и огнища на хантавирус. Въпреки важността им, учените отдавна се борят да проучат как тези вируси се държат при прилепите, просто защото не съществуват подходящите биологични инструменти.

Към днешна дата повечето изследвания са използвали или обобщени клетъчни проби, или органоиди, направени само от един вид тропически плодов прилеп и само от един орган. Въпреки това настъпи пробив: изследователски екип, ръководен от Института за грундинг наука (IBS) в Корея, заедно с международни сътрудници, създаде най-изчерпателната в света BAT органоидна платформа. Тези „мини-органи“ са развъждани от пет често срещани вида прилепи в Азия и Европа и представляват четири различни органа – дихателни пътища, бели дробове, бъбреци и тънки черва.

Чрез реконструиране на физиологията на органите на прилепите в лабораторията можем да изследваме как зоонозните вируси преминават от животни към хора в безпрецедентни подробности. “

Koo Bon-Kyoung, директор на Центъра за геномно инженерство на IBS

Тестване на вируси там, където живеят

С тези нови инструменти изследователите успяха директно да тестват как ключовите вируси SARS-CoV-2, MERS-CoV, грип A и хантавирус заразяват различни видове и органи на прилепи. Те откриха, че всеки вирус се държи уникално, като понякога заразява само определени органи или видове прилепи. Например вирус, който се развива лесно в белите дробове на един прилеп, може да не расте в бъбрека на друг. Това помага да се обясни защо някои вируси могат да преминат към хора, докато други са ограничени до прилепи.

Старши изследовател Ким Хюнджун подчерта: „С тази платформа можем да изучаваме вируси, инфекции и тестове, които не можете да правите с обикновени лабораторни клетъчни модели в една система. Като имитира естествената среда на прилепа, тя увеличава точността и реалната стойност на изследванията при инфекциозни заболявания.“

Екипът откри и друга мистерия: имунната система на прилепа реагира по различен начин на един и същ вирус в зависимост от органа и вида. Това може да помогне да се обясни защо прилепите могат да носят толкова много вируси, без самите те да се разболеят.

Друго голямо постижение беше откриването на два неизвестни досега вируса на прилепи - ортореовирус на бозайници и парамиксовирус, напр. Забележително е, че един от тези вируси не може да се отглежда в стандартни клетъчни култури, но процъфтява в новите BAT органоиди, доказвайки колко ценна е тази технология за бъдещо изолиране на вируси.

И чрез превръщането на органоидите в двуизмерна версия, това позволи на учените бързо да тестват потенциални антивирусни лекарства като ремдесивир. Тези тестове предоставиха по-надеждни резултати от традиционните лабораторни методи.

Глобална биобанка за бъдеща готовност за пандемия

Тази органоидна платформа за прилепи бележи нова ера за изследване на инфекциозни болести, като дава възможност за безопасно и ефективно изучаване на опасни вируси в среда, която точно отразява реалния живот. За първи път учените могат да изследват нови вируси, да оценят риска от тях и да тестват лекарства, използвайки тъкани на прилепи от множество видове и органи.

„С тези стандартизирани и мащабируеми органоиди на прилепи искаме систематично да идентифицираме нови вируси с произход от прилепи и да включим антивирусни кандидати за патогени с пандемичен потенциал“, каза д-р Чой Йънг Ки, директор на Корейския институт за изследване на вируси, Институт за основни науки (IBS).

Изследователският екип има за цел да разшири тази работа в глобален ресурс на биобанка, който ще служи като крайъгълен камък както за националните, така и за международните усилия за биосигурност. Тази инициатива ще даде възможност за по-задълбочено проучване на вирусните черти, които стимулират предаването на кръстосване, ще подпомогне разработването на изчерпателни генетични карти на ключови видове прилепи и ще улесни глобалната готовност. В крайна сметка тази платформа ще подкрепи усилията на здравните организации, включително Световната здравна организация (СЗО), за прогнозиране и предотвратяване на бъдещи пандемии.

източници: