Baanbrekend Bat-organoïdeplatform roept vragen op over het gedrag van zoönotische virussen

Baanbrekend Bat-organoïdeplatform roept vragen op over het gedrag van zoönotische virussen

Wist u dat ruim 75% van de nieuwe infectieziekten bij mensen hun oorsprong vindt in dieren? Vooral vleermuizen zijn natuurlijke gastheren van enkele van de gevaarlijkste virussen ter wereld, waaronder de virussen die verantwoordelijk zijn voor uitbraken van Covid-19 (SARS-CoV-2), MERS-CoV, influenza A en hantavirus. Ondanks hun belang hebben wetenschappers lange tijd moeite gehad om te bestuderen hoe deze virussen zich bij vleermuizen gedragen, simpelweg omdat de juiste biologische hulpmiddelen niet bestonden.

Tot nu toe is bij het meeste onderzoek gebruik gemaakt van algemene celmonsters of van organoïden die zijn gemaakt van slechts één soort tropische fruitvleermuis, en slechts van één enkel orgaan. Er is echter een doorbraak gekomen: een onderzoeksteam onder leiding van het Institute for Grunding Science (IBS) in Korea heeft samen met internationale medewerkers het meest uitgebreide BAT-organoïdenplatform ter wereld gecreëerd. Deze “mini-organen” zijn afkomstig uit vijf veel voorkomende vleermuissoorten in Azië en Europa en vertegenwoordigen vier verschillende organen: luchtwegen, longen, nieren en dunne darm.

Door de orgaanfysiologie van vleermuizen in het laboratorium te reconstrueren, kunnen we in ongekend detail bestuderen hoe zoönotische virussen van dieren op mensen overgaan. “

Koo Bon-Kyoung, directeur van het IBS Center for Genome Engineering

Virussen testen waar ze leven

Met deze nieuwe hulpmiddelen konden onderzoekers rechtstreeks testen hoe de belangrijkste virussen SARS-CoV-2, MERS-CoV, influenza A en hantavirus verschillende vleermuissoorten en -organen infecteren. Ze ontdekten dat elk virus zich uniek gedraagt ​​en soms alleen bepaalde organen of soorten vleermuizen infecteert. Een virus dat gemakkelijk in de longen van de ene vleermuis groeide, groeit bijvoorbeeld mogelijk niet in de nier van een andere. Dit helpt verklaren waarom sommige virussen op mensen kunnen overspringen, terwijl andere beperkt zijn tot vleermuizen.

Senior onderzoeker Kim Hyunjoon benadrukte: “Met dit platform kunnen we virussen, infecties en tests bestuderen die je niet kunt doen met gewone laboratoriumcelmodellen in één systeem. Door de natuurlijke omgeving van de vleermuis na te bootsen, vergroot het de nauwkeurigheid en de echte waarde van onderzoek naar infectieziekten.”

Het team ontdekte ook nog een ander mysterie: het immuunsysteem van vleermuizen reageert verschillend op hetzelfde virus, afhankelijk van het orgaan en de soort. Dit zou kunnen helpen verklaren waarom vleermuizen zoveel virussen kunnen dragen zonder zelf ziek te worden.

Een andere belangrijke prestatie was de ontdekking van twee voorheen onbekende vleermuisvirussen: een zoogdierorthoreovirus en een paramyxovirus, b.v. Opmerkelijk is dat een van deze virussen niet in standaard celculturen kon worden gekweekt, maar gedijde in de nieuwe BAT-organoïden, wat bewijst hoe waardevol deze technologie is voor toekomstige virusisolatie.

En door de organoïden om te zetten in een tweedimensionale versie, konden wetenschappers snel potentiële antivirale medicijnen zoals remdesivir testen. Deze tests leverden betrouwbaardere resultaten op dan traditionele laboratoriummethoden.

Een mondiale biobank voor de voorbereiding op toekomstige pandemieën

Dit vleermuisorganoïdeplatform markeert een nieuw tijdperk voor onderzoek naar infectieziekten, waardoor het mogelijk wordt gevaarlijke virussen veilig en effectief te bestuderen in een omgeving die het echte leven nauw weerspiegelt. Voor het eerst kunnen wetenschappers nieuwe virussen bestuderen, het risico ervan inschatten en medicijnen testen met behulp van vleermuisweefsels van meerdere soorten en organen.

“Met deze gestandaardiseerde en schaalbare organoïden van vleermuizen willen we systematisch nieuwe virussen van vleermuizen identificeren en antivirale kandidaten opnemen voor ziekteverwekkers met pandemisch potentieel”, zegt Dr. Choi Young Ki, directeur van het Korea Virus Research Institute, Institute for Basic Science (IBS).

Het onderzoeksteam wil dit werk uitbreiden tot een mondiale biobank die als hoeksteen zal dienen voor zowel nationale als internationale inspanningen op het gebied van bioveiligheid. Dit initiatief zal een diepgaander onderzoek mogelijk maken van de virale eigenschappen die de overdracht van kruisingen aandrijven, de ontwikkeling van uitgebreide genetische kaarten van belangrijke vleermuissoorten ondersteunen en de mondiale paraatheid vergemakkelijken. Uiteindelijk zal dit platform de inspanningen van gezondheidsorganisaties, waaronder de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO), ondersteunen om toekomstige pandemieën te voorspellen en te voorkomen.

Bronnen: