Organoidná platforma Breakthrough Bat vyvoláva otázky o správaní zoonotických vírusov

Organoidná platforma Breakthrough Bat vyvoláva otázky o správaní zoonotických vírusov

Vedeli ste, že viac ako 75 % nových infekčných chorôb postihujúcich ľudí má pôvod u zvierat? Najmä netopiere sú prirodzenými hostiteľmi niektorých z najnebezpečnejších svetových vírusov vrátane tých, ktoré sú zodpovedné za Covid-19 (SARS-CoV-2), MERS-CoV, chrípku A a hantavírusy. Napriek ich dôležitosti sa vedci dlho snažili študovať, ako sa tieto vírusy správajú u netopierov, jednoducho preto, že neexistovali vhodné biologické nástroje.

Doteraz väčšina výskumov používala buď zovšeobecnené vzorky buniek alebo organoidy vyrobené len z jedného druhu tropického kaloňa a iba z jedného orgánu. Prišiel však prielom: výskumný tím vedený Inštitútom pre grundingovú vedu (IBS) v Kórei spolu s medzinárodnými spolupracovníkmi vytvoril najkomplexnejšiu BAT organoidnú platformu na svete. Tieto „miniorgány“ pochádzajú z piatich bežných druhov netopierov v Ázii a Európe a predstavujú štyri rôzne orgány – dýchacie cesty, pľúca, obličky a tenké črevo.

Rekonštrukciou fyziológie netopierích orgánov v laboratóriu môžeme do bezprecedentných detailov študovať, ako zoonotické vírusy prechádzajú zo zvierat na ľudí. “

Koo Bon-Kyoung, riaditeľ IBS Center for Genome Engineering

Testovanie vírusov tam, kde žijú

Pomocou týchto nových nástrojov mohli vedci priamo otestovať, ako kľúčové vírusy SARS-CoV-2, MERS-CoV, chrípka A a hantavírus infikujú rôzne druhy a orgány netopierov. Zistili, že každý vírus sa správa jedinečne, niekedy infikuje len určité orgány alebo druhy netopierov. Napríklad vírus, ktorý ľahko rástol v pľúcach jedného netopiera, nemusí rásť v obličkách iného. To pomáha vysvetliť, prečo niektoré vírusy môžu preskočiť na ľudí, zatiaľ čo iné sú obmedzené na netopiere.

Senior výskumník Kim Hyunjoon zdôraznil: "S touto platformou môžeme študovať vírusy, infekcie a testy, ktoré nemôžete robiť s bežnými laboratórnymi bunkovými modelmi v jednom systéme. Napodobňovaním prirodzeného prostredia netopiera zvyšuje presnosť a skutočnú hodnotu výskumu infekčných chorôb."

Tím objavil aj ďalšiu záhadu: imunitný systém netopierov reaguje na rovnaký vírus odlišne v závislosti od orgánu a druhu. To by mohlo pomôcť vysvetliť, prečo môžu netopiere prenášať toľko vírusov bez toho, aby sami ochoreli.

Ďalším veľkým úspechom bol objav dvoch dovtedy neznámych vírusov netopierov – cicavčieho ortoreovírusu a paramyxovírusu, napr. Je pozoruhodné, že jeden z týchto vírusov nebolo možné pestovať v štandardných bunkových kultúrach, ale darilo sa mu v nových organoidoch BAT, čo dokazuje, aká cenná je táto technológia pre budúcu izoláciu vírusov.

A prevedením organoidov do dvojrozmernej verzie to umožnilo vedcom rýchlo otestovať potenciálne antivírusové lieky, ako je remdesivir. Tieto testy poskytli spoľahlivejšie výsledky ako tradičné laboratórne metódy.

Globálna biobanka pre budúcu pripravenosť na pandémiu

Táto netopieria organoidná platforma predstavuje novú éru výskumu infekčných chorôb, vďaka čomu je možné bezpečne a efektívne študovať nebezpečné vírusy v prostredí, ktoré presne odráža skutočný život. Vedci môžu po prvýkrát študovať nové vírusy, posúdiť ich riziko a testovať lieky pomocou tkanív netopierov z viacerých druhov a orgánov.

"S týmito štandardizovanými a škálovateľnými netopierími organoidmi chceme systematicky identifikovať nové vírusy netopierieho pôvodu a zahrnúť antivírusové kandidáty na patogény s pandemickým potenciálom," povedal Dr. Choi Young Ki, riaditeľ Kórejského inštitútu pre výskum vírusov, Inštitút pre základné vedy (IBS).

Cieľom výskumného tímu je rozšíriť túto prácu na globálny zdroj biobanky, ktorý bude slúžiť ako základný kameň pre národné aj medzinárodné snahy o biologickú bezpečnosť. Táto iniciatíva umožní hlbšie štúdium vírusových znakov, ktoré poháňajú krížový prenos, podporí vývoj komplexných genetických máp kľúčových druhov netopierov a uľahčí globálnu pripravenosť. V konečnom dôsledku bude táto platforma podporovať úsilie zdravotníckych organizácií vrátane Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO) predvídať budúce pandémie a predchádzať im.

Zdroje: