Breakthrough Bat organoidplatvorm tõstatab küsimusi zoonootiliste viiruste käitumise kohta

Breakthrough Bat organoidplatvorm tõstatab küsimusi zoonootiliste viiruste käitumise kohta

Kas teadsite, et enam kui 75% inimesi tabanud uutest nakkushaigustest on pärit loomadelt? Eelkõige on nahkhiired looduslikud peremehed mõnele maailma kõige ohtlikumale viirusele, sealhulgas Covid-19 (SARS-CoV-2), MERS-CoV, A-gripi ja hantaviiruse puhangute eest vastutavatele viirustele. Vaatamata nende tähtsusele on teadlased pikka aega vaeva näinud, et uurida, kuidas need viirused nahkhiirtel käituvad, lihtsalt seetõttu, et õigeid bioloogilisi tööriistu ei eksisteerinud.

Seni on enamikes uuringutes kasutatud kas üldistatud rakuproove või organoide, mis on valmistatud ainult ühest troopiliste viljade nahkhiirte liigist ja ainult ühest elundist. Läbimurre on aga saabunud: Koreas asuva Grunding Science’i (IBS) instituudi juhitud uurimisrühm on koos rahvusvaheliste koostööpartneritega loonud maailma kõige põhjalikuma BAT organoidplatvormi. Need "miniorganid" on aretatud viiest Aasias ja Euroopas levinud nahkhiireliigist ja esindavad nelja erinevat elundit - hingamisteed, kopsud, neerud ja peensool.

Nahkhiirte elundite füsioloogiat laboris rekonstrueerides saame enneolematult detailselt uurida, kuidas zoonootilised viirused loomadelt inimesele üle lähevad. “

Koo Bon-Kyoung, IBS genoomitehnoloogia keskuse direktor

Viiruste testimine seal, kus nad elavad

Nende uute tööriistade abil said teadlased otseselt testida, kuidas peamised viirused SARS-CoV-2, MERS-CoV, A-gripp ja hantaviirus nakatavad erinevaid nahkhiirte liike ja elundeid. Nad leidsid, et iga viirus käitub ainulaadselt, nakatades mõnikord ainult teatud nahkhiirte organeid või liike. Näiteks viirus, mis kasvas kergesti ühe nahkhiire kopsudes, ei pruugi teise neerus kasvada. See aitab selgitada, miks mõned viirused võivad hüpata inimestele, teised aga nahkhiirtele.

Vanemteadur Kim Hyunjoon rõhutas: "Selle platvormi abil saame ühes süsteemis uurida viiruseid, infektsioone ja teste, mida tavaliste laboratoorsete rakumudelitega teha ei saa. Nahkhiire loomulikku keskkonda matkides suurendab see nakkushaiguste uurimise täpsust ja tegelikku väärtust."

Töörühm avastas ka teise mõistatuse: nahkhiirte immuunsüsteemid reageerivad samale viirusele erinevalt, olenevalt elundist ja liigist. See võib aidata selgitada, miks nahkhiired võivad kanda nii palju viirusi, ilma et nad ise haigeks jääksid.

Teine suur saavutus oli kahe senitundmatu nahkhiireviiruse – A imetaja ortoreoviirus ja paramüksoviirus, nt. Tähelepanuväärne on see, et ühte neist viirustest ei saanud kasvatada standardsetes rakukultuurides, vaid see arenes uutes PVT-organoidides, tõestades, kui väärtuslik see tehnoloogia on tulevase viiruse isoleerimise jaoks.

Ja muutes organoidid kahemõõtmeliseks versiooniks, võimaldas see teadlastel kiiresti testida potentsiaalseid viirusevastaseid ravimeid nagu remdesivir. Need testid andsid usaldusväärsemad tulemused kui traditsioonilised laborimeetodid.

Ülemaailmne biopank tulevaseks pandeemiaks valmisolekuks

See nahkhiirte organoidplatvorm tähistab uut ajastut nakkushaiguste uurimisel, võimaldades ohtlikke viirusi ohutult ja tõhusalt uurida keskkonnas, mis peegeldab täpselt tegelikku elu. Teadlased saavad esimest korda uurida uusi viiruseid, hinnata nende riske ja testida ravimeid, kasutades mitme liigi ja elundi nahkhiirte kudesid.

"Nende standardiseeritud ja skaleeritavate nahkhiirte organoididega tahame süstemaatiliselt tuvastada uusi nahkhiirtest pärit viiruseid ja kaasata viirusevastaseid kandidaate pandeemiapotentsiaaliga patogeenidele," ütles Korea viiruseuuringute instituudi alusteaduste instituudi (IBS) direktor dr Choi Young Ki.

Uurimisrühma eesmärk on laiendada seda tööd ülemaailmseks biopanga ressursiks, mis on nii riiklike kui ka rahvusvaheliste bioturvalisuse alaste jõupingutuste nurgakivi. See algatus võimaldab põhjalikumalt uurida viiruslikke tunnuseid, mis põhjustavad ristumise levikut, toetab peamiste nahkhiirte liikide terviklike geneetiliste kaartide väljatöötamist ja hõlbustab ülemaailmset valmisolekut. Lõppkokkuvõttes toetab see platvorm terviseorganisatsioonide, sealhulgas Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) jõupingutusi tulevaste pandeemiate ennustamisel ja ennetamisel.

Allikad: