ТАСС, 3 мая. Китайские молекулярные биологи создали новую версию коронавируса SARS-CoV-2, которая может заражать грызунов. Для этого они поменяли одну "букву"-нуклеотид в геноме вируса. Это ускорит проверку новых вакцин и лекарств от коронавирусной инфекции (COVID-19), пишут ученые в статье, опубликованной в электронной научной библиотеке bioRxiv.
"Небольшое количество трансгенных мышей, которые могут заражаться SARS-CoV-2, а также высокая стоимость закупки и содержания приматов очень сильно осложняют проверку различных вакцин, антител и лекарств от COVID-19. Мы создали простую, дешевую и доступную систему для их тестирования, используя обычных мышей и адаптированный к ним вирус", – пишут ученые.
Коронавирус нового типа SARS-CoV-2 проникает в клетки легких человека и других млекопитающих, используя рецептор ACE2. Его молекулы покрывают определенные типы клеток альвеол – структур в легких, благодаря которым во время дыхания проходит газообмен с легочными капиллярами. Эти рецепторы играют важную роль в жизнедеятельности SARS, возбудителя атипичной пневмонии и близкого родственника коронавируса нового типа.
У гена, который управляет производством этого белка, в геномах разных млекопитающих есть несколько различных вариаций, которые значительно меняют его трехмерную структуру. Как показали первые опыты на животных, эти вариации не мешают заражению кошек, хорьков и обезьян, но снижают вероятность проникновения вируса в организм мышей и крыс. Поэтому в качестве основных модельных животных при изучении COVID-19 и проверке лекарств и вакцин от этой болезни сейчас используют макак-резусов.
С одной стороны, приматов достаточно часто используют в подобных экспериментах, а с другой – их гораздо сложнее и дольше выращивать, чем мышей и других небольших животных.
Новая платформа для проверки вакцин
Эту проблему, как отмечают биологи из Института микробиологии и эпидемиологии Пекина (Китай) и их коллеги, можно решить, создав трансгенных мышей с человеческой версией гена ACE2. Эту задачу ученые уже решили, однако для того, чтоб вырастить много "очеловеченных" грызунов, нужно очень много времени и пока их достаточно мало.
Кроме того, инфекция в их организме развивается в очень ослабленном виде, что также ставит под сомнение эффективность использования подобных животных в испытаниях вакцин и лекарств. Поэтому китайские исследователи подошли к этой проблеме с противоположной стороны.
Они приобрели большое число пожилых мышей и начали вводить в их организмы большие дозы вируса в надежде на то, что SARS-CoV-2 закрепится в их организме и приспособится к жизни в клетках грызунов. Как оказалось, для этого было достаточно всего одной мутации в гене, который управляет производством шиповидного белка вируса (его еще называют S-белком или спайк-белком), играющем ключевую роль в процессе заражения клеток. Вирус приобрел ее всего за шесть переходов между разными "поколениями" мышей.
Работу этого штамма коронавируса, получившего имя MASCp6, ученые проверили на нескольких десятках молодых и пожилых мышей, в собственной ДНК которых не было никаких модификаций. Как показали эти опыты, вирус успешно проник во все части легких, кишечник и другие органы грызунов, вызывая у них те же симптомы, что и у людей, зараженных COVID-19.
Что интересно, только пожилые грызуны страдали от потери массы и некоторых других тяжелых последствий развития коронавирусной инфекции, что в целом повторяет то, как различается характер течения COVID-19 у молодых и пожилых людей.
Добившись этого результата, китайские ученые использовали MASCp6 для того, чтобы проверить действие разработанной ими экспериментальной вакцины от COVID-19, которая состоит из фрагментов шиповидного белка вируса. Как показали эти опыты, мыши, получившие данный препарат, были полностью защищены от действия MASCp6, что подтвердило возможность использования данного вируса для проверки лекарств и прививок от SARS-CoV-2.