Breakthrough Bat organoidialusta herättää kysymyksiä zoonoottisten virusten käyttäytymisestä

Breakthrough Bat organoidialusta herättää kysymyksiä zoonoottisten virusten käyttäytymisestä

Tiesitkö, että yli 75 % uusista ihmisiin kohdistuvista tartuntataudeista on peräisin eläimistä? Etenkin lepakot ovat luonnollisia isäntiä joillekin maailman vaarallisimmista viruksista, mukaan lukien ne, jotka ovat vastuussa Covid-19- (SARS-CoV-2), MERS-CoV-, influenssa A- ja hantavirusepidemioista. Huolimatta niiden tärkeydestä, tutkijat ovat pitkään kamppailleet tutkiakseen, kuinka nämä virukset käyttäytyvät lepakoissa yksinkertaisesti siksi, että oikeita biologisia työkaluja ei ollut olemassa.

Tähän mennessä useimmat tutkimukset ovat käyttäneet joko yleisiä solunäytteitä tai organoideja, jotka on valmistettu vain yhdestä trooppisen hedelmälepakkolajista ja vain yhdestä elimestä. Läpimurto on kuitenkin saavutettu: Korean Institute for Grunding Sciencen (IBS) johtama tutkimusryhmä yhdessä kansainvälisten yhteistyökumppaneiden kanssa on luonut maailman kattavimman BAT-organoidialustan. Nämä "minielimet" on kasvatettu viidestä yleisestä lepakkolajista Aasiassa ja Euroopassa ja edustavat neljää eri elintä - hengitysteitä, keuhkoja, munuaisia ​​ja ohutsuolea.

Rekonstruoimalla lepakon elinten fysiologiaa laboratoriossa voimme tutkia zoonoottisten virusten siirtymistä eläimistä ihmisiin ennennäkemättömän yksityiskohtaisesti. "

Koo Bon-Kyoung, IBS:n ​​genomitekniikan keskuksen johtaja

Virusten testaaminen siellä, missä ne elävät

Näillä uusilla työkaluilla tutkijat pystyivät testaamaan suoraan, kuinka keskeiset virukset SARS-CoV-2, MERS-CoV, influenssa A ja hantavirus tartuttavat erilaisia ​​lepakalajeja ja elimiä. He havaitsivat, että jokainen virus käyttäytyy yksilöllisesti ja joskus tartuttaa vain tiettyjä elimiä tai lepakalajeja. Esimerkiksi virus, joka kasvoi helposti yhden lepakon keuhkoissa, ei välttämättä kasva toisen munuaisissa. Tämä auttaa selittämään, miksi jotkut virukset voivat hypätä ihmisiin, kun taas toiset rajoittuvat lepakoihin.

Vanhempi tutkija Kim Hyunjoon korosti: "Tämän alustan avulla voimme tutkia viruksia, infektioita ja testejä, joita et voi tehdä tavallisilla laboratoriosolumalleilla yhdessä järjestelmässä. Matkimalla lepakon luonnollista ympäristöä se lisää tartuntatautien tutkimuksen tarkkuutta ja todellista arvoa."

Tiimi löysi myös toisen mysteerin: lepakoiden immuunijärjestelmä reagoi eri tavalla samaan virukseen elimestä ja lajista riippuen. Tämä voi auttaa selittämään, miksi lepakot voivat kantaa niin monia viruksia sairastumatta itse.

Toinen suuri saavutus oli kahden aiemmin tuntemattoman lepakkoviruksen - A nisäkkään ortoreoviruksen ja paramyksoviruksen, mm. On huomattava, että yhtä näistä viruksista ei voitu kasvattaa tavallisissa soluviljelmissä, vaan se menestyi uusissa BAT-organoideissa, mikä osoittaa, kuinka arvokasta tämä tekniikka on tulevaisuuden viruseristyksen kannalta.

Ja muuntamalla organoidit kaksiulotteiseksi versioksi, se antoi tutkijoille mahdollisuuden testata nopeasti mahdollisia viruslääkkeitä, kuten remdesiviriä. Nämä testit antoivat luotettavampia tuloksia kuin perinteiset laboratoriomenetelmät.

Maailmanlaajuinen biopankki tulevaisuuden pandemiavalmiutta varten

Tämä lepakoiden organoidialusta merkitsee uutta aikakautta tartuntatautitutkimukselle, mikä mahdollistaa vaarallisten virusten turvallisen ja tehokkaan tutkimisen ympäristössä, joka heijastaa tarkasti todellista elämää. Ensimmäistä kertaa tutkijat voivat tutkia uusia viruksia, arvioida niiden riskiä ja testata lääkkeitä käyttämällä useiden lajien ja elinten lepakokudoksia.

"Näillä standardoiduilla ja skaalautuvilla lepakoiden organoideilla haluamme systemaattisesti tunnistaa uusia lepakoista peräisin olevia viruksia ja sisällyttää virustorjuntaehdokkaita patogeeneihin, joilla on pandemiapotentiaalia", sanoi tohtori Choi Young Ki, Korean virustutkimuslaitoksen johtaja, Institute for Basic Science (IBS).

Tutkimusryhmän tavoitteena on laajentaa tätä työtä globaaliksi biopankkiresurssiksi, joka toimii kulmakivenä sekä kansalliselle että kansainväliselle bioturvallisuustyölle. Tämä aloite mahdollistaa risteytysten leviämistä ohjaavien virusominaisuuksien syvemmän tutkimuksen, tukee keskeisten lepakkolajien kattavien geneettisten karttojen kehittämistä ja helpottaa maailmanlaajuista valmistautumista. Viime kädessä tämä foorumi tukee terveysjärjestöjen, mukaan lukien Maailman terveysjärjestön (WHO), pyrkimyksiä ennustaa ja ehkäistä tulevia pandemioita.

Lähteet: