Breakthrough Bat organoid platforma kelia klausimų apie zoonozinių virusų elgesį

Breakthrough Bat organoid platforma kelia klausimų apie zoonozinių virusų elgesį

Ar žinojote, kad daugiau nei 75 % naujų infekcinių ligų, kuriomis serga žmonės, kilo iš gyvūnų? Šikšnosparniai yra natūralūs kai kurių pavojingiausių pasaulyje virusų, įskaitant tuos, kurie atsakingi už Covid-19 (SARS-CoV-2), MERS-CoV, A gripo ir hantaviruso protrūkius, šeimininkai. Nepaisant jų svarbos, mokslininkai ilgai stengėsi ištirti, kaip šie virusai elgiasi šikšnosparniuose vien dėl to, kad nebuvo tinkamų biologinių priemonių.

Iki šiol daugumoje tyrimų buvo naudojami apibendrinti ląstelių mėginiai arba organoidai, pagaminti tik iš vienos atogrąžų vaisių šikšnosparnių rūšies ir tik iš vieno organo. Tačiau įvyko proveržis: Korėjos Grunding Science instituto (IBS) vadovaujama tyrimų grupė kartu su tarptautiniais bendradarbiais sukūrė išsamiausią pasaulyje GPGB organoidinę platformą. Šie „mini organai“ yra išvesti iš penkių įprastų šikšnosparnių rūšių Azijoje ir Europoje ir atstovauja keturiems skirtingiems organams – kvėpavimo takams, plaučiams, inkstams ir plonajai žarnai.

Laboratorijoje rekonstruodami šikšnosparnių organų fiziologiją, galime tyrinėti, kaip zoonoziniai virusai pereina iš gyvūnų į žmones, neregėto detalumo. “

Koo Bon-Kyoung, IBS genomo inžinerijos centro direktorius

Virusų testavimas ten, kur jie gyvena

Naudodami šias naujas priemones, mokslininkai galėjo tiesiogiai patikrinti, kaip pagrindiniai virusai SARS-CoV-2, MERS-CoV, gripas A ir hantavirusas užkrečia skirtingas šikšnosparnių rūšis ir organus. Jie nustatė, kad kiekvienas virusas elgiasi savitai, kartais užkrečia tik tam tikrus organus ar šikšnosparnių rūšis. Pavyzdžiui, virusas, kuris lengvai auga vieno šikšnosparnio plaučiuose, gali neaugti kito inkstuose. Tai padeda paaiškinti, kodėl kai kurie virusai gali pereiti prie žmonių, o kiti – tik šikšnosparniai.

Vyresnysis tyrėjas Kim Hyunjoon pabrėžė: "Naudodami šią platformą, vienoje sistemoje galime ištirti virusus, infekcijas ir testus, kurių negalite atlikti su įprastais laboratorinių ląstelių modeliais. Imituodami natūralią šikšnosparnio aplinką, tai padidina infekcinių ligų tyrimų tikslumą ir tikrąją vertę."

Komanda taip pat atrado dar vieną paslaptį: šikšnosparnių imuninės sistemos skirtingai reaguoja į tą patį virusą, priklausomai nuo organo ir rūšies. Tai galėtų padėti paaiškinti, kodėl šikšnosparniai gali pernešti tiek daug virusų patys nesusirgdami.

Kitas didelis pasiekimas buvo dviejų anksčiau nežinomų šikšnosparnių virusų – žinduolių ortoreoviruso ir paramiksoviruso, pvz. Pažymėtina, kad vienas iš šių virusų negalėjo būti auginamas standartinėse ląstelių kultūrose, bet klestėjo naujuose GPGB organoiduose, įrodydamas, kokia vertinga ši technologija yra būsimam viruso išskyrimui.

Ir pavertus organoidus į dvimatę versiją, mokslininkai galėjo greitai išbandyti galimus antivirusinius vaistus, tokius kaip remdesiviras. Šie tyrimai davė patikimesnius rezultatus nei tradiciniai laboratoriniai metodai.

Pasaulinis biobankas, skirtas pasirengimui pandemijai ateityje

Ši šikšnosparnių organoidinė platforma žymi naują infekcinių ligų tyrimų erą, leidžiančią saugiai ir efektyviai tirti pavojingus virusus aplinkoje, kuri tiksliai atspindi realų gyvenimą. Pirmą kartą mokslininkai gali tirti naujus virusus, įvertinti jų riziką ir išbandyti vaistus, naudodami šikšnosparnių audinius iš kelių rūšių ir organų.

„Naudodami šiuos standartizuotus ir keičiamo dydžio šikšnosparnių organoidus norime sistemingai identifikuoti naujus šikšnosparnių kilmės virusus ir įtraukti antivirusinius kandidatus patogenams, turintiems pandemijos potencialą“, – sakė Korėjos virusų tyrimų instituto Pagrindinių mokslų instituto (IBS) direktorius dr. Choi Young Ki.

Mokslininkų komanda siekia išplėsti šį darbą į pasaulinį biobanko šaltinį, kuris bus kertinis akmuo tiek nacionalinėms, tiek tarptautinėms biologinio saugumo pastangoms. Ši iniciatyva leis giliau tirti virusų požymius, skatinančius kryžminimosi perdavimą, paremti išsamių pagrindinių šikšnosparnių rūšių genetinių žemėlapių kūrimą ir palengvinti pasaulinį pasirengimą. Galiausiai ši platforma rems sveikatos organizacijų, įskaitant Pasaulio sveikatos organizaciją (PSO), pastangas numatyti būsimas pandemijas ir užkirsti joms kelią.

Šaltiniai: