Гуманизированные мыши болеют COVID-19 почти как люди

Для изучения COVID-19 сегодня используют мышей, экспрессирующих человеческий вариант ангиотензинпревращающего фермента 2 (hACE2) — это или трансгенные животные, или их респираторные пути экспрессируют hACE2 временно (например, после трансдукции вирусным вектором, который закапывают в нос). Такие животные могут быть инфицированы SARS-CoV-2, и на них можно проверить острый вирусный ответ, передачу и эффективность вакцины. Однако эти модели не воспроизводят устойчивую иммунопатологию пациентов с тяжелым заболеванием и не подходят для тестирования терапевтических средств при тяжелом течении COVID-19 или при пост-острых осложнениях.

В лаборатории Ричарда Флавелла из Йельского университета использовали гуманизированных мышей линии MISTRG6 для изучения тяжелой коронавирусной инфекции и ответа организма на препараты, которые сейчас активно применяются — моноклональные антитела и иммуносупрессор дексаметазон.

Мыши MISTRG6 были сконструированы в той же лаборатории несколько лет назад путем замены шести генов, регулирующих гемопоэз, на человеческие гомологи. Таким мышам можно трансплантировать человеческие гемопоэтические клетки и клетки-предшественники (human hematopoietic stem and progenitor cells, HSPCs), что в результате и создает комплексную иммунную систему, подобную человеческой, в организмах животных.

Модель для изучения COVID-19 получали следующим образом: в печень новорожденных мышей MISTRG6 трансплантировали гемопоэтические CD34+ клетки из фетальных тканей печени человека. После периода адаптации (через 8 недель) в трахею мышей вводили ген hACE2 в аденовирусном векторе. Таким образом получили мышей, полностью подготовленных для моделирования иммунного ответа человека на коронавирусную инфекцию. Мышей инфицировали SARS-CoV-2 через две недели после введения конструкции с геном hACE2.

Состояние легких, иммунной системы и вирусную нагрузку у зараженных мышей проверяли на 2-й, 4-й, 7-й, 14-й, 28-й и 35-й день после инфекции. Результаты показали, что модель с высокой точностью воспроизводит врожденный и адаптивный иммунные ответы при тяжелом течении COVID-19. Физиологическое состояние таких мышей отражает ключевые особенности основных стадий заболевания — экссудативной, пролиферативной и фиброзной. Так, мыши демонстрировали потерю веса, Т-клеточную лимфопению, высокий титр вируса, стойкую сигнатуру изменений экспрессии генов, вызванную интерфероном.

Исследователи проверили действие моноклональных антител против SARS-CoV-2 и терапию дексаметазоном. В случае антител лечение было эффективным только на ранних стадиях заболевания. Наоборот, стероиды действовали лишь на поздних стадиях, а на ранних усугубляли болезнь, подавляя иммунный ответ.

«Если вы заразите стандартных лабораторных мышей SARS-CoV-2, они заразятся, но не заболеют серьезно. Но наши гуманизированные мыши болеют и просто не поправляются. Вся их иммунная система в огне», — удовлетворенно сообщил Ричард Флавелл, профессор иммунобиологии Йельского университета и ведущий автор статьи.