Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) создали «мышиную версию» COVID-19, которая показывает, как болезнь повреждает у мышей другие жизненно важные органы, кроме лёгких. Используя свою модель, ученые обнаружили, что вирус SARS-CoV-2 может останавливать энергетические процессы в клетках сердца, почек, селезенки и других органов. Эта же модель может помочь исследователям узнать больше о других похожих вирусах, которые могут появиться в будущем, и может быть полезна для тестирования возможных методов лечения, сообщает пресс-служба вуза. Выводы учёных представлены в журнале JCI Insight.
Исследователи часто изучают мышей, чтобы понять основы болезней человека, но перевести состояние здоровья человека на модели животных может быть непросто. SARS-CoV-2, например, присоединяется к белку ACE2 – и у человека развивается болезнь. Но вирус не распознает мышиную версию ACE2, поэтому здоровые мыши, «подхватившие» вирус SARS-CoV-2, не болеют.
В предыдущих экспериментах, проведенных другими исследовательскими группами по всему миру, у мышей меняли ДНК таким образом, чтобы чтобы в легких была человеческая версия ACE2. Затем грызунов заражали – через нос – вирусом SARS-CoV-2. Хотя это позволяет вирусу заражать мышей и вызывать пневмонию, животные в этих экспериментах не проявляют такого широкого спектра других симптомов заболевания, как люди.
В эксперименте Калифорнийского университета ученые впервые создали у мышей человеческую версию ACE2 в сердце и других жизненно важных органах. Затем они заразили половину животных, введя SARS-CoV-2 в их кровоток. В течение следующих дней исследователи отслеживали общее состояние здоровья животных и анализировали, как меняются уровни определенных генов и белков в их организме.
В течение семи дней все мыши с COVID-19 перестали есть, были полностью неактивны и потеряли в среднем около 20% веса своего тела. А те животные с человеческим белком ACE2, которые не были инфицированы вирусом, не теряли значительного веса.
Более того, у животных, инфицированных COVID-19, изменился уровень иммунных клеток, наблюдался отек сердечной ткани и истощение селезенки.
Команда также изучила, какие гены были включены и выключены у мышей, инфицированных SARS-CoV-2, и обнаружила другие признаки заболевания. Общие молекулярные процессы, которые помогают клеткам генерировать энергию – с помощью механизмов, известных как цикл трикарбоновых кислот и цепь переноса электронов – приостановились в сердце, почках, селезенке и легких.
«Если вирус подавляет пути выработки энергии во многих органах тела, это действительно нанесет ущерб [организму]», – отмечают авторы работы.
Наконец, исследование также показало, что некоторые изменения во всех органах мышей с COVID-19 сохраняются в течение длительного времени. В дополнение к временному изменению того, какие гены были включены и выключены в некоторых клетках, вирус произвел эпигенетические изменения – химические изменения в структуре ДНК, которые вызывают более длительные эффекты.
Авторы исследования считают, что это может объяснить, почему у некоторых людей с COVID-19 симптомы сохраняются в течение недель или месяцев после того, как их организм избавился от вируса.
Хотя результаты не имеют непосредственного значения для лечения COVID-19 у людей, «мышиная модель» будет полезна для текущих исследований того, как вирус поражает жизненно важные органы, кроме легких, а также для испытаний новых препаратов для лечения этого заболевания.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение