Artık koronavirüsün sınır tanımayan küresel bir tehdit olduğunu bildiğimize göre, gelecekte ortaya çıkacak suşlara hazırlıklı olmalıyız. Öyleyse, Viral tedavileri ve aşıları bulmak için hayvan modellerinin kullanılması, savaşı kazanmak için bir öncelik haline geldi.
Bu COVID-19 pandemisinden önce, diğer koronavirüs türleri zaten dünyaya zarar vermişti. Asya'da şiddetli akut solunum sendromuna (SARS) ve Orta Doğu'da solunum sendromuna (MERS) neden olan koronavirüsler hayvanlardan insanlara bulaşarak ciddi solunum yolu hastalıklarına neden oldu, etkinliği hızlı yayılmasında ve yüksek ölüm oranında yatmaktadır.
Aşağıda bu virüsler hakkında daha fazla bilgi vereceğiz ve dergide yayınlanan araştırmaya göre SARS-CoV (SARS'a neden olan koronavirüs) ve MERS-CoV (MERS'e neden olan koronavirüs) için hangi hayvan modellerinin kullanıldığını anlatacağız. Doğa ve Bethesda, Maryland'deki (ABD) Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından yürütülür.
Coronavirüs ve ideal hayvan modeli
SARS-CoV ve MERS-CoV, Nidovirales familyasına aittir. Coronavirüs. Her iki virüsün de genetik materyali RNA'dır ve enfekte ettikleri hücreden gelen bir lipid zarfa sahiptirler.
Bu virüsler, enfeksiyonun oluşması için gerekli olan spike protein (Spike) adı verilen bir protein aracılığıyla etkileşir ve hücrelere girer. Bu protein, sırasıyla ACE2 adı verilen enzim ve DPP4 proteini olan SARS-CoV ve MERS-CoV'nin reseptör alanlarına bağlanır.
Bu virüsler için ilaç ve aşıların geliştirilmesi, hastalığı çoğaltan ve iyi sonuçlar veren hayvan modellerinin bulunmasındaki zorluk nedeniyle zorlu bir iştir.
Çalışma için ideal hayvan modeli, virüsle aşılandıktan sonra üç koşulu karşılamalıdır:
- Klinik belirtileri yansıtır.
- Virüs seçilen hayvanlarda çoğalmalıdır.
- İnsanlarda olduğu gibi aynı patolojileri sunun.
SARS-CoV ve MERS-CoV ile enfekte olan kişilerde şu belirtiler görülür: ateş, kas ağrısı ve kuru öksürük ve nefes darlığı dahil solunum güçlükleri.
SARS-CoV ve MERS-CoV için hayvan modelleri
İnsan olmayan primatlar
Primatların insanlarla ilgili anatomik, fizyolojik ve immünolojik benzerlikleri, onları koronavirüsün patogenezini incelemek için ideal modeller haline getiriyor.
makaklar al yanaklı, makaklar Sinomolgus ve Afrika yeşil maymunları SARS-CoV tarafından başarıyla enfekte edildi, böylece her türde en az bir pnömoni vakası vardı.
Kullanılan primatlar aynı alt türe ait olmadığından ve kullanılan deneysel yöntemler farklı olduğundan, klinik belirtiler, viral replikasyon ve patoloji her tür için farklıydı. Yaygın marmosetlerde karaciğer fonksiyon bozuklukları rapor edilmiştir.
makaklar al yanaklı MERS-CoV ile enfekte olan bir hasta, virüsün bronşiyollerin pnömositlerinde replikasyonu ile ilişkili pulmoner enfeksiyonlar gösterdi. Marmosetlerde semptomlar çok daha şiddetliydi.
fareler
Farelerin kullanımı, küçük boyutları ve düşük maliyeti nedeniyle avantajlıdır. Buna ek olarak, kolaylıkla genetik olarak manipüle edilebilirler.
İnsanlarda olduğu gibi, farelerin de hastalığa yatkınlıklarında yaşı önemli bir rol oynamaktadır.
- Bir yaşındaki fareler, gençlerden daha şiddetli semptomlara sahipti ve ayrıca kilo kaybı ve dehidrasyon geliştirdiler.
- Alveoler hasarın eşlik ettiği interstisyel pnömonisi olanların akciğerlerinde viral partiküller tespit edildi.
- Genç fareler asemptomatik olduğundan, yaşlı fareleri enfekte edebiliyorlardı.
- Yani kullanıldılar insan ACE2 reseptörünü eksprese eden transgenik farelerölümcül bir SARS-CoV enfeksiyonuna neden oldu.
- SARS-CoV'den farklı olarak, fare DPP4 reseptörü insan DPP4'ünden farklı olduğundan, fareler MERS-CoV enfeksiyonuna doğal olarak duyarlı değildir.
Bu nedenle, insan DPP4 proteini ile transgenik fareler yaratıldı, böylece fareler virüsü doğru şekilde kopyaladılar ve birkaç gün sonra ölümlerine yol açan ciddi bir solunum yolu enfeksiyonu geliştirdiler. Son olarak, birden fazla organda viral yükler ve patolojik değişiklikler toplandı.
hamster
Altın Suriye hamsteri, SARS-CoV için mükemmel bir model çünkü virüs akciğerde yüksek seviyelerde çoğalır, böylece interstisyel inflamasyon ve pnömoni gibi histopatolojik değişiklikler sundular.
- İlk bakışta asemptomatik olduklarından, hastalığın incelenmesi, fiziksel aktiviteyi ölçmek için egzersiz çarklarının kullanımına dayanıyordu.
- SARS-CoV ile enfekte olan hamsterler, enfekte olduktan sonra daha az aktifti.
- Ayrıca enfeksiyon, gelecekteki enfeksiyonlara karşı koruma sağlayan antikor yanıtını ortaya çıkardı.
- MERS-CoV için enfeksiyon hamsterlarda başarısız olmuştur.
gelincikler
Bu hayvanlar sıklıkla solunum yolu viral enfeksiyonlarının incelenmesi için kullanılır. Ama yine de, Onlarla çelişkili sonuçlar elde edildi.
Tavşanlar diğer hayvan modelleri olabilir
SARS-CoV ve MERS-CoV araştırmaları göstermiştir ki tek bir hayvan türünün kullanımı, koronavirüsün tüm türleri için işe yaramaz.
Enfeksiyona, viral replikasyona ve patolojiye neden olma yeteneği, sadece viral reseptörün ekspresyonuna değil, aynı zamanda hayvanın türüne ve özelliklerine de bağlıdır.
SARS-CoV için, bu virüsün spike proteinine bağlanan ACE2 reseptör alanına sahip hayvan modellerinin gelişimi farklı türlerde korunur.
MERS-CoV'ye gelince, DPP4 proteinindeki nokta mutasyonları, spike proteinin konak reseptörüne bağlanma yeteneğini sınırlar. Böyle MERS'e neden olan koronavirüs için hayvan modelleri, insan olmayan primatlar ve develerdir (doğal rezervuar).
Son çalışmalar, tavşan ve insan DPP4 arasında homolog bir sekans olduğunu göstermektedir, bu nedenle MERS-CoV için ideal bir model olarak araştırılmaktadır.
