Organoidní platforma Breakthrough Bat vyvolává otázky o chování zoonotických virů

Organoidní platforma Breakthrough Bat vyvolává otázky o chování zoonotických virů

Věděli jste, že více než 75 % nových infekčních onemocnění postihujících lidi má původ u zvířat? Zejména netopýři jsou přirozenými hostiteli některých z nejnebezpečnějších světových virů, včetně těch, které jsou zodpovědné za Covid-19 (SARS-CoV-2), MERS-CoV, chřipku A a propuknutí hantavirů. Navzdory jejich důležitosti se vědci dlouho snažili studovat, jak se tyto viry chovají u netopýrů, jednoduše proto, že neexistovaly správné biologické nástroje.

Dosud většina výzkumů používala buď zobecněné buněčné vzorky nebo organoidy vyrobené pouze z jednoho druhu tropického kaloně a pouze z jediného orgánu. Přišel však průlom: výzkumný tým vedený Institutem pro grundingovou vědu (IBS) v Koreji spolu s mezinárodními spolupracovníky vytvořil nejkomplexnější organoidní platformu BAT na světě. Tyto „miniorgány“ jsou vyšlechtěny z pěti běžných druhů netopýrů v Asii a Evropě a představují čtyři různé orgány – dýchací cesty, plíce, ledviny a tenké střevo.

Rekonstrukcí fyziologie netopýřích orgánů v laboratoři můžeme bezprecedentně podrobně studovat, jak zoonotické viry přecházejí ze zvířat na člověka. “

Koo Bon-Kyoung, ředitel IBS Center for Genome Engineering

Testování virů tam, kde žijí

Pomocí těchto nových nástrojů byli vědci schopni přímo otestovat, jak klíčové viry SARS-CoV-2, MERS-CoV, chřipka A a hantavirus infikují různé druhy a orgány netopýrů. Zjistili, že každý virus se chová jedinečně, někdy infikuje pouze určité orgány nebo druhy netopýrů. Například virus, který snadno rostl v plicích jednoho netopýra, nemusí růst v ledvině jiného. To pomáhá vysvětlit, proč některé viry mohou přejít na lidi, zatímco jiné jsou omezeny na netopýry.

Senior výzkumník Kim Hyunjoon zdůraznil: "S touto platformou můžeme studovat viry, infekce a testy, které nemůžete dělat s běžnými laboratorními buněčnými modely v jednom systému. Tím, že napodobuje přirozené prostředí netopýra, zvyšuje přesnost a skutečnou hodnotu výzkumu infekčních chorob."

Tým také objevil další záhadu: imunitní systémy netopýrů reagují na stejný virus odlišně v závislosti na orgánu a druhu. To by mohlo pomoci vysvětlit, proč mohou netopýři přenášet tolik virů, aniž by sami onemocněli.

Dalším velkým úspěchem byl objev dvou dosud neznámých netopýřích virů - savčího ortoreoviru a paramyxoviru, např. Je pozoruhodné, že jeden z těchto virů nemohl být pěstován ve standardních buněčných kulturách, ale prospíval v nových organoidech BAT, což dokazuje, jak cenná je tato technologie pro budoucí izolaci virů.

A převedením organoidů do dvourozměrné verze umožnilo vědcům rychle otestovat potenciální antivirotika, jako je remdesivir. Tyto testy poskytly spolehlivější výsledky než tradiční laboratorní metody.

Globální biobanka pro budoucí připravenost na pandemii

Tato netopýří organoidní platforma představuje novou éru pro výzkum infekčních nemocí a umožňuje bezpečně a efektivně studovat nebezpečné viry v prostředí, které věrně odráží skutečný život. Vědci mohou poprvé studovat nové viry, hodnotit jejich riziko a testovat léky pomocí netopýřích tkání z různých druhů a orgánů.

"S těmito standardizovanými a škálovatelnými netopýřími organoidy chceme systematicky identifikovat nové viry netopýřího původu a zahrnout antivirové kandidáty na patogeny s pandemickým potenciálem," řekl Dr. Choi Young Ki, ředitel Korea Virus Research Institute, Institute for Basic Science (IBS).

Výzkumný tým si klade za cíl rozšířit tuto práci na globální zdroj biobanky, který bude sloužit jako základní kámen pro národní i mezinárodní úsilí v oblasti biologické bezpečnosti. Tato iniciativa umožní hlubší studium virových vlastností, které řídí přenos křížení, podpoří vývoj komplexních genetických map klíčových druhů netopýrů a usnadní globální připravenost. V konečném důsledku bude tato platforma podporovat úsilí zdravotnických organizací, včetně Světové zdravotnické organizace (WHO), předvídat a předcházet budoucím pandemiím.

Zdroje: