Przełomowa platforma organoidów Bat rodzi pytania dotyczące zachowania wirusów odzwierzęcych

Przełomowa platforma organoidów Bat rodzi pytania dotyczące zachowania wirusów odzwierzęcych

Czy wiesz, że ponad 75% nowych chorób zakaźnych dotykających ludzi ma swoje źródło w zwierzętach? Zwłaszcza nietoperze są naturalnymi żywicielami niektórych z najniebezpieczniejszych wirusów na świecie, w tym odpowiedzialnych za epidemie Covid-19 (SARS-CoV-2), MERS-CoV, grypy A i hantawirusów. Pomimo ich znaczenia, naukowcy od dawna usilnie starali się zbadać, jak wirusy te zachowują się u nietoperzy po prostu dlatego, że nie istniały odpowiednie narzędzia biologiczne.

Do tej pory w większości badań wykorzystywano albo uogólnione próbki komórek, albo organoidy wykonane tylko z jednego gatunku nietoperza owocożernego tropikalnego i tylko z jednego narządu. Nadszedł jednak przełom: zespół badawczy kierowany przez Institute for Grunding Science (IBS) w Korei wraz z międzynarodowymi współpracownikami stworzył najbardziej wszechstronną na świecie platformę organoidową BAT. Te „mini-organy” pochodzą od pięciu pospolitych gatunków nietoperzy występujących w Azji i Europie i reprezentują cztery różne narządy – drogi oddechowe, płuca, nerki i jelito cienkie.

Rekonstruując fizjologię narządów nietoperzy w laboratorium, możemy z niespotykaną dotąd szczegółowością zbadać, w jaki sposób wirusy odzwierzęce przechodzą ze zwierząt na ludzi. „

Koo Bon-Kyoung, dyrektor Centrum Inżynierii Genomu IBS

Testowanie wirusów tam, gdzie żyją

Dzięki tym nowym narzędziom badacze mogli bezpośrednio przetestować, w jaki sposób kluczowe wirusy SARS-CoV-2, MERS-CoV, grypa A i hantawirus infekują różne gatunki i narządy nietoperzy. Odkryli, że każdy wirus zachowuje się wyjątkowo, czasami infekując tylko określone narządy lub gatunki nietoperzy. Na przykład wirus, który łatwo rozwijał się w płucach jednego nietoperza, może nie rozwijać się w nerce innego. Pomaga to wyjaśnić, dlaczego niektóre wirusy mogą przedostać się na ludzi, podczas gdy inne atakują nietoperze.

Starszy badacz Kim Hyunjoon podkreślił: „Dzięki tej platformie możemy badać wirusy, infekcje i testy, których nie da się przeprowadzić w jednym systemie na zwykłych modelach komórek laboratoryjnych. Naśladując naturalne środowisko nietoperza, zwiększa to dokładność i rzeczywistą wartość badań nad chorobami zakaźnymi”.

Zespół odkrył także inną tajemnicę: układy odpornościowe nietoperzy reagują różnie na tego samego wirusa, w zależności od narządu i gatunku. Może to pomóc wyjaśnić, dlaczego nietoperze mogą przenosić tak wiele wirusów, nie chorując.

Kolejnym ważnym osiągnięciem było odkrycie dwóch nieznanych wcześniej wirusów nietoperzy – ortoreowirusa ssaków i paramyksowirusa, m.in. Co ciekawe, jednego z tych wirusów nie można było hodować w standardowych hodowlach komórkowych, ale rozwijał się w nowych organoidach BAT, co dowodzi, jak cenna jest ta technologia dla przyszłej izolacji wirusa.

Przekształcenie organoidów w wersję dwuwymiarową umożliwiło naukowcom szybkie przetestowanie potencjalnych leków przeciwwirusowych, takich jak remdesivir. Testy te zapewniły bardziej wiarygodne wyniki niż tradycyjne metody laboratoryjne.

Globalny biobank zapewniający przyszłą gotowość na pandemię

Ta platforma organoidów nietoperzy wyznacza nową erę w badaniach nad chorobami zakaźnymi, umożliwiając bezpieczne i skuteczne badanie niebezpiecznych wirusów w środowisku ściśle odzwierciedlającym prawdziwe życie. Po raz pierwszy naukowcy mogą badać nowe wirusy, oceniać ryzyko związane z ich występowaniem i testować leki, korzystając z tkanek nietoperzy pochodzących z wielu gatunków i narządów.

„Dzięki tym standaryzowanym i skalowalnym organoidom nietoperzy chcemy systematycznie identyfikować nowe wirusy pochodzące od nietoperzy i uwzględniać kandydatów na leki przeciwwirusowe dla patogenów o potencjale pandemicznym” – powiedział dr Choi Young Ki, dyrektor Koreańskiego Instytutu Badań nad Wirusami w Instytucie Nauk Podstawowych (IBS).

Zespół badawczy zamierza rozszerzyć te prace na globalny zasób biobanku, który będzie podstawą zarówno krajowych, jak i międzynarodowych wysiłków na rzecz bezpieczeństwa biologicznego. Inicjatywa ta umożliwi głębsze badanie cech wirusowych, które napędzają przenoszenie międzygatunkowe, wesprze rozwój kompleksowych map genetycznych kluczowych gatunków nietoperzy i ułatwi globalną gotowość. Docelowo platforma ta będzie wspierać wysiłki organizacji zajmujących się zdrowiem, w tym Światowej Organizacji Zdrowia (WHO), mające na celu przewidywanie przyszłych pandemii i zapobieganie im.

Źródła: