Исследователи из Лаборатории Джексона и Института Трюдо идентифицировали первый штамм мышей, восприимчивых к тяжелой форме COVID-19 без необходимости генетической модификации. Эта разработка, о которой сообщается в Scientific Reports , знаменует собой решающий шаг вперед в исследовании инфекционных заболеваний, предоставляя важный инструмент для разработки вакцин и терапевтических средств для будущих вариантов коронавируса и потенциальных пандемий.

Мышь CAST/EiJ, часть исследовательской панели, включающей восемь генетически разнообразных штаммов мышей, выделяется своей тяжелой реакцией на инфекцию SARS-CoV-2, включая варианты бета, омикрон и дельта. В то время как другие штаммы либо выздоровели, либо проявили легкие симптомы , мыши CAST проявили острую болезнь, что подчеркивает их уникальную восприимчивость к вирусу.

«Хотя у большинства штаммов мышей симптомы заражения вариантами SARS-CoV-2 незначительны, у мышей CAST наблюдается летальный ответ, что делает их бесценным ресурсом для изучения воздействия вируса и тестирования методов лечения следующего поколения», — сказала Надя Розенталь, научный руководитель и профессор JAX, а также один из старших авторов исследования.

Первоначально собранные на острове Кастания и привезенные в JAX в 1971 году, мыши CAST были выведены в JAX для поддержания генетической чистоты линии, создав модель, максимально приближенную к геному мыши. Эта характеристика делает их идеальной моделью для исследования тяжелых симптомов COVID-19 на чистом генетическом фоне.

Эти мыши не только несут высокую вирусную нагрузку в легких, но и демонстрируют серьезное повреждение легких, отражая тип гипервоспалительной реакции, наблюдаемой у пациентов с тяжелой формой COVID-19. Этот уникальный штамм предлагает исследователям модель, которая очень близка к реакции человека на вирус без заражения мозга — проблемы в предыдущих моделях COVID-19.

Первоначальные испытания с использованием противовирусных методов лечения показали многообещающие результаты, повысив показатели выживаемости у мышей CAST и вселив надежду на их роль в разработке методов лечения будущих вспышек коронавируса. Поскольку продолжают появляться новые варианты, модель мышей CAST готова ускорить ответ, предоставляя информацию, которая в конечном итоге может спасти жизни.

Разнообразие моделей мышей открывает новые перспективы
В исследовании изучались восемь генетически разнообразных штаммов мышей, включая A/J, B6J, CAST, 129S1, NSG, NZO, PWK и WSB, охватывающих такие черты, как восприимчивость к диабету 1-го и 2-го типа, ожирение и худоба. Эти разнообразные генетические фоны позволили команде обнаружить различия в восприимчивости к вирусу.

Розенталь и Кэндис Бейкер, директор исследовательских проектов в JAX и первый автор исследования, начали со всех восьми штаммов мышей и обнаружили, что мышь CAST выделяется как высоковосприимчивая мышь к инфекции SARS-CoV-2. В то время как мыши CAST не выздоровели, некоторые штаммы выздоровели, но показали сохраняющиеся симптомы, напоминающие длительный COVID.

«Мыши CAST дали нам представление об острых симптомах COVID-19, но теперь мы собираемся изучить долгосрочные последствия», — сказал Бейкер.

В ходе последующей работы Розенталь и Бейкер планируют изучить долгосрочные последствия, используя ту же группу из восьми мышей.

Преодоление ранних трудностей в исследовании COVID-19
Когда началась пандемия, традиционные мышиные модели были непригодны для исследования SARS-CoV-2, поскольку в их клетках не было рецепторов, необходимых для связывания вируса. В 2023 году Розенталь и ее команда в JAX и Rocky Mountain Laboratories NIH решили эту проблему, используя мышей, сконструированных с человеческими версиями этих рецепторов, но полученные инфекции были слишком серьезными и не смогли имитировать спектр человеческих реакций.

Скрещивая генетически модифицированных мышей с различными штаммами, команда Розенталя воспроизвела ряд реакций, подобных человеческим. Но эти сконструированные человеческие рецепторы не всегда дают клинически значимый фенотип заболевания. Мышь CAST бесценна, поскольку ее генетический фон избегает искусственных модификаций рецепторов, что делает ее более естественной моделью для изучения тяжелой формы COVID-19.

«Мыши CAST готовы трансформировать исследования COVID-19 и подготовить нас к будущим вызовам», — сказал Розенталь. «Не менее важно, что эта работа подтверждает важную роль генетического разнообразия в науке».