Сирийский хомячок — новое модельное животное для изучения COVID-19

С помощью моделирования in silico китайские ученые определили, что клеточный рецептор ACE2 хомячков обладают высоким сродством к SARS-CoV-2. Дальнейшие исследования показали, что COVID-19 у сирийских хомячков развивается почти так же, как у людей, что позволит использовать их в качестве новой модели для изучения заболевания.

Credit:
Johannes Menge | Shutterstock.com

Для комплексного изучения новой коронавирусной инфекции необходимо подобрать оптимальную животную модель. После идентификации ключевого рецептора ACE2 (angiotensin-converting enzyme 2), участвующего в проникновении вируса в клетки, была воссоздана линия трансгенных мышей с этим рецептором (обычные мыши резистентны к новой инфекции). Однако это не физиологичная и труднодоступная модель. В качестве модели были предложены также макаки-резусы, но с ними можно работать только в специально оборудованных лабораториях.

Авторы нового исследования с помощью программы MUSCLE сравнили последовательности рецептора ACE2 человека, макаки-резуса, обыкновенной мартышки, хомяка, кролика, хорька, крысы, мыши, свиньи и летучей мыши. Они обнаружили, что состав ключевого 29-аминокислотного участка взаимодействия рецептора с S-белком SARS-CoV-2 у макака-резуса и человека идентичен, а последовательности этого участка у сирийского хомячка и обыкновенной мартышки отличаются от человеческого всего на 3–4 аминокислоты. Далее с помощью инструмента Rosetta ученые рассчитали энергию связывания ACE2 с вирусом и показали, что она максимальна у сирийского хомячка.

Затем авторы изучили клинические особенности протекания коронавирусной инфекции у хомячков. В течение первой недели после заражения SARS-CoV-2 вес животных уменьшился на 11%. Мех хомячков был взъерошен, спина сгорблена, дыхание участилось. Клетки эпителия в трахее набухли и утратили реснички, эпителий в легких и бронхах был нарушен. Такие гистологические изменения у хомячков согласуются с результатами аутопсии человека.

Вирусная нагрузка измерялась в верхних и нижних дыхательных путях, а также в других органах. Наибольшее ее значение регистрировалось в легких и носовых пазухах — на 3–4 порядка выше, чем в других тканях. Интересно, у сирийских хомячков, инфицированных SARS-CoV в предыдущих исследованиях, вирус обнаруживался в носовых пазухах в гораздо меньшем количестве, чем в легких. Возможно, в этом причина более эффективной трансмиссии SARS-CoV-2 от особи к особи по сравнению с SARS-CoV.

Сирийские хомячки уже используются в качестве модели других респираторных вирусных заболеваний (гриппа, аденовирусных инфекций). Теперь они могут стать новой физиологичной моделью для изучения патогенеза и распространения COVID-19, а также для поиска терапии и вакцин.

Источник

Chan J.F-W, et al. // Simulation of the clinical and pathological manifestations of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) in golden Syrian hamster model: implications for disease pathogenesis and transmissibility. // Clinical Infectious Diseases, ciaa325, 26 March 2020; DOI: 10.1093/cid/ciaa325
Добавить в избранное

Вам будет интересно