Scurt

Ești aici

Acasă> Scurt> COVID-19: Ce modele animale ?

Cercetarea animalelor

COVID-19: Ce animale modelează ?

În contextul pandemiei actuale, este urgent să se găsească soluții terapeutice și de vaccinare pentru a combate virusul și a depăși infecțiile prin SARS-CoV-2. Rolul cercetării pe animale este esențial atât pentru a înțelege mai bine patologia, cât și pentru a găsi o modalitate eficientă de combatere a infecțiilor virale.

Găsirea designului corect al studiului maximizează relevanța cercetării și accelerează descoperirea. Dezvoltarea mai multor modele permite deseori studiul mai multor fațete ale bolii. Unele modele vor fi deosebit de relevante pentru cercetarea de bază, altele pentru cercetarea terapeutică. Trebuie să aveți modelul potrivit pentru a răspunde la întrebarea corectă. Este o alegere concertată care trebuie făcută în funcție de cunoștințele dobândite.

Soarecele

Stâlpul laboratoarelor, cel mai utilizat model și care poartă cele mai multe descoperiri științifice, rămâne șoarecele. Foarte bine cunoscut oamenilor de știință, ușor de manipulat și reprodus, pare firesc ca cercetătorii să apeleze la acest model pentru a găsi o soluție. Și un model natural de șoarece ar fi fost un avantaj pentru știință și cercetare împotriva COVID-19. Din păcate, modelul mouse-ului nu dezvoltă în mod natural boala.

Șoarecii nu sunt sensibili la virusul SARS-CoV-2. Și într-adevăr, receptorul ACE2 murin, care permite virusului să pătrundă în celule, are multe diferențe față de versiunea umană. Suficient pentru ca virusul să nu se poată atașa și să invadeze celulele mouse-ului. 11 din cei 29 de aminoacizi din domeniul de ancorare a virusului pe acest receptor ACE2 diferă de versiunea umană (13 diferențe la șobolani și 4 la hamsteri).

Cu toate acestea, acest detaliu poate fi ocolit prin modificarea genetică a șoarecilor. Este posibil să se proiecteze șoareci care exprimă atât receptorii ACE2 umani, cât și cei murini. Exact asta a făcut o echipă de la Universitatea IOWA în 2007. În articolul său din Journal of Virology, primul autor Paul B. McCray a explicat că lipsa unui model animal în timpul crizei SARS din 2002-2003 a împiedicat dezvoltarea abordărilor terapeutice. La acea vreme, pe piață nu existau șoareci capabili să imite această nouă boală umană și, prin urmare, să servească drept model experimental.

În timp ce aștepta să fie util pentru știință, această linie murină modificată genetic a fost stocată ca spermă înghețată. Va dura mult timp pentru a multiplica și a dezvolta suficient astfel de șoareci pentru întreaga comunitate științifică. Între timp, unele laboratoare dezvoltă propriile modele de șoarece cu receptori ACE2 umani. Acești șoareci, modificați genetic folosind în special tehnologia CRISPR-Cas9, prezintă sensibilitate variabilă la SARS-CoV-2. În mod ideal, numai receptorul uman ar trebui să fie exprimat.

O explicație comparabilă se aplică șoarecilor KO pentru Tmprss2, o moleculă care participă, de asemenea, la intrarea virusului în celule. De asemenea, utilizat în studiul SARS, acest model poate fi utilizat pentru a înțelege mai bine patogeneza COVID-19, la fel ca multe altele care pot fi dezvoltate pe măsură ce crește cunoștințele despre virus. Acesta este cazul multor modele de șoareci umanizați, imunocompromiși sau chiar modificați genetic pe alte gene care sunt în studiu.

care

Șobolanul

Alți cercetători apelează mai ușor la șobolani. Fără a fi mai sensibili la COVID-19 decât șoarecii, dimensiunea lor mai mare este un avantaj și permite oamenilor de știință să preia mai multe probe și astfel să-și finalizeze studiile. Acest lucru este valabil mai ales pentru studiile de evaluare a vaccinului care necesită adesea analize multiple de anticorpi pe parcursul mai multor zile.

În plus, majoritatea studiilor de toxicologie încep la șobolani. Se proiectează un model de șobolan cu un receptor ACE2 uman datorită metodei CRISPR-Cas9.

Hamsterul

Rozătorul care atrage atenția în mod deosebit în această criză este hamsterul. Având un receptor ACE2 mai asemănător cu cel al oamenilor, cercetătorii au arătat acum 15 ani că hamsterul sirian poate fi ușor infectat cu SARS-CoV-1. La acea vreme, simptomele acestor rozătoare erau prea subtile pentru a trezi vreun interes real pentru acest model. Dar cu COVID-19, perspectivele sunt mai luminoase.

După infecție, hamsterii par să piardă în greutate, să devină letargici, să aibă blana dezordonată, să aibă o postură încovoiată și să dezvolte o respirație rapidă și agitată. SARS-CoV-2 se găsește în cantități mari în plămânii și intestinele animalelor. Și aceste manifestări clinice amintesc de infecțiile respiratorii superioare și inferioare la om. Prin urmare, acest model poate facilita studiul mecanicii virusului, infecția și transmiterea acestuia.

Dihorii

Un alt model care are o importanță tot mai mare: dihorul. Folosit anterior pentru a studia SARS sau Ebola, a fost mult timp model important în studiul bolilor respiratorii și în special al gripei. Acest lucru se datorează faptului că virusul gripei nu numai că poate infecta dihorii, ci dezvoltă simptome similare cu oamenii. Strănută și răspândesc virusul prin aer. Și același lucru este valabil și pentru SARS-Cov-2.

Virusul infectează dihorii și provoacă o creștere a temperaturii corpului fără a provoca alte simptome la animalele tinere. Cu toate acestea, dihorii modelează foarte bine transmisia respiratorie a virusului. Studiile sugerează deja că chiar și particulele fine, capabile să se deplaseze în aer pentru perioade lungi de timp și pe distanțe mari, pot transporta viruși infecțioși.

Utilizarea dihorilor mai vechi ar putea îmbunătăți și mai mult predictivitatea acestui model animal. Într-adevăr, la fel ca la oameni, SARS-CoV-2 lovește mult mai greu animalele mai în vârstă. În timp ce dihorii tineri prezintă puține simptome, 93% dintre animalele în vârstă mor din cauza patologiei. Prin urmare, severitatea bolii este corelată cu vârsta, la fel ca la om.

Primatul non-uman

Fiind cel mai apropiat animal de oameni, primatele neumane (PNH) au în mod natural un loc important în lupta împotriva SARS-CoV-2. La fel ca studiile efectuate pe dihori, cele realizate cu modele PNH permit o mai bună înțelegere a transmiterii și răspândirii virusului și ar putea oferi răspunsuri cu privire la contextul riscurilor de expunere la boală.

Deși utilizate ca ultimă soluție, apropierea lor genetică de oameni le face un model deosebit de important în care patogeneza SARS-CoV-2 a fost studiată foarte repede după izolarea virusului la oameni.

S-a demonstrat că maimuțele lumii vechi și cele noi, inclusiv macacii rhesus, macacii cynomolgus, maimuțele verzi africane, marmosetele comune, maimuțele veveriță și tamarinele cu mustață, s-au dovedit a fi permise la infecția cu SARS-CoV.

La fel ca dihorii - și oamenii - maimuțele tinere dezvoltă puține simptome, spre deosebire de subiecții mai în vârstă. În special, vor putea studia factorii comorbidităților, cum ar fi hipertensiunea sau obezitatea conform cercetătorilor.

„Macacii (rhesus și cinomolgus) infectați experimental cu SARS-CoV2 dezvoltă leziuni pulmonare cu un curs clinic foarte comparabil cu ceea ce se poate observa la om”, a explicat dr. Roger Le Grand, directorul IDMIT. „Macacii, al căror sistem imunitar este foarte asemănător cu sistemul nostru imunitar, rămân esențiali pentru înțelegerea fiziopatologiei Covid 19.”

Aceștia vor avea un loc special în evaluarea strategiilor terapeutice și vaccinale.

Porc

Porcii sunt fiziologic foarte asemănători cu oamenii. Cu organe relativ comparabile ca dimensiune, ele sunt adesea utilizate ca modele chirurgicale. În special, au jucat un rol important în dezvoltarea de noi aparate respiratorii care au salvat mii de oameni infectați cu SARS-CoV-2.

Porcii au fost, de asemenea, folosiți pentru modelarea bolii și dezvoltarea de vaccinuri împotriva virusului. Având un sistem respirator și imunitar asemănător oamenilor, aceștia dezvoltă o patologie echivalentă și produc anticorpi, pentru a combate virusul, similar cu oamenii. Prin urmare, aceștia vor avea un rol esențial în descoperirea și validarea unor strategii eficace de vaccinare împotriva SARS-CoV-2.