Prebojna platforma netopirskih organoidov postavlja vprašanja o obnašanju zoonoznih virusov

Prebojna platforma netopirskih organoidov postavlja vprašanja o obnašanju zoonoznih virusov

Ali ste vedeli, da več kot 75 % novih nalezljivih bolezni, ki prizadenejo ljudi, izvira iz živali? Zlasti netopirji so naravni gostitelji nekaterih najnevarnejših virusov na svetu, vključno s tistimi, ki so odgovorni za izbruhe Covid-19 (SARS-CoV-2), MERS-CoV, gripe A in hantavirusa. Kljub njihovi pomembnosti so si znanstveniki dolgo prizadevali preučiti, kako se ti virusi obnašajo pri netopirjih, preprosto zato, ker ni bilo ustreznih bioloških orodij.

Do danes je večina raziskav uporabljala bodisi posplošene celične vzorce bodisi organoide, narejene samo iz ene vrste netopirjev tropskega sadja in samo iz enega samega organa. Vendar pa je prišlo do preboja: raziskovalna skupina, ki jo vodi Inštitut za grunding znanost (IBS) v Koreji, je skupaj z mednarodnimi sodelavci ustvarila najobsežnejšo platformo organoidov BAT na svetu. Ti "mini-organi" so vzrejeni iz petih običajnih vrst netopirjev v Aziji in Evropi in predstavljajo štiri različne organe - dihalne poti, pljuča, ledvice in tanko črevo.

Z rekonstrukcijo fiziologije netopirjevih organov v laboratoriju lahko preučujemo, kako zoonotski virusi prehajajo z živali na ljudi, do podrobnosti brez primere. “

Koo Bon-Kyoung, direktor Centra za genomski inženiring IBS

Testiranje virusov tam, kjer živijo

S temi novimi orodji so raziskovalci lahko neposredno preizkusili, kako ključni virusi SARS-CoV-2, MERS-CoV, influenca A in hantavirus okužijo različne vrste in organe netopirjev. Ugotovili so, da se vsak virus obnaša edinstveno, včasih okuži le določene organe ali vrste netopirjev. Na primer, virus, ki se zlahka razvije v pljučih enega netopirja, morda ne bo zrasel v ledvicah drugega. To pomaga razložiti, zakaj lahko nekateri virusi preskočijo na ljudi, drugi pa so omejeni na netopirje.

Višja raziskovalka Kim Hyunjoon je poudarila: "S to platformo lahko preučujemo viruse, okužbe in teste, ki jih ne morete narediti z običajnimi laboratorijskimi celičnimi modeli v enem sistemu. S posnemanjem naravnega okolja netopirjev povečuje natančnost in resnično vrednost raziskav nalezljivih bolezni."

Ekipa je odkrila še eno skrivnost: imunski sistem netopirjev se različno odziva na isti virus, odvisno od organa in vrste. To bi lahko pomagalo razložiti, zakaj lahko netopirji prenašajo toliko virusov, ne da bi sami zboleli.

Drug velik dosežek je bilo odkritje dveh prej neznanih virusov netopirjev - ortoreovirusa sesalcev in paramiksovirusa, npr. Zanimivo je, da enega od teh virusov ni bilo mogoče gojiti v standardnih celičnih kulturah, ampak je uspeval v novih organoidih BAT, kar dokazuje, kako dragocena je ta tehnologija za prihodnjo izolacijo virusa.

S pretvorbo organoidov v dvodimenzionalno različico je znanstvenikom omogočil hitro testiranje potencialnih protivirusnih zdravil, kot je remdesivir. Ti testi so zagotovili bolj zanesljive rezultate kot tradicionalne laboratorijske metode.

Globalna biobanka za prihodnjo pripravljenost na pandemijo

Ta netopirska organoidna platforma označuje novo dobo za raziskave nalezljivih bolezni, saj omogoča varno in učinkovito preučevanje nevarnih virusov v okolju, ki natančno odraža resnično življenje. Prvič lahko znanstveniki preučujejo nove viruse, ocenijo njihovo tveganje in testirajo zdravila z uporabo tkiv netopirjev iz več vrst in organov.

"S temi standardiziranimi in razširljivimi netopirskimi organoidi želimo sistematično identificirati nove viruse netopirjevega izvora in vključiti protivirusne kandidate za patogene s pandemskim potencialom," je povedal dr. Choi Young Ki, direktor Korejskega inštituta za raziskovanje virusov, Inštitut za osnovno znanost (IBS).

Raziskovalna skupina želi razširiti to delo v globalni vir biobanke, ki bo služil kot temelj za nacionalna in mednarodna prizadevanja za biološko varnost. Ta pobuda bo omogočila poglobljeno preučevanje virusnih lastnosti, ki spodbujajo medsebojni prenos, podprla razvoj celovitih genetskih zemljevidov ključnih vrst netopirjev in olajšala globalno pripravljenost. Končno bo ta platforma podpirala prizadevanja zdravstvenih organizacij, vključno s Svetovno zdravstveno organizacijo (WHO), za napovedovanje in preprečevanje prihodnjih pandemije.

Viri: