El esfuerzo global para desarrollar rápidamente medicamentos y vacunas para COVID-19 se ha visto obstaculizado por un número limitado de ratones de laboratorio que son susceptibles a la infección por SARS-CoV-2, el virus que causa COVID-19. Ahora, investigadores de la Universidad de WashingtonLa Facultad de Medicina de St. Louis informa que han desarrollado un modelo de ratón de COVID-19 que reproduce la enfermedad en las personas. Además, otros científicos podrían adoptar fácilmente el mismo enfoque para acelerar drásticamente las pruebas de los tratamientos y preventivos experimentales de COVID-19.
El modelo del mouse se describe en un artículo publicado en línea el 10 de junio en la revista Celda Además de las pruebas de drogas y vacunas, los científicos pueden usar el modelo con ratones criados para desarrollar afecciones de salud como obesidad, diabetes o enfermedad pulmonar crónica para investigar por qué algunas personas desarrollan casos de COVID-19 que ponen en peligro la vida, mientras que otros se recuperanpropio.
"Ha habido un gran impulso para desarrollar vacunas y terapias lo más rápido posible, y dado que los modelos animales han sido limitados, estos medicamentos y vacunas en investigación se han puesto directamente en humanos, y muchos de ellos no han funcionado", dijoEl investigador principal Michael S. Diamond, MD, PhD, el profesor de medicina Herbert S. Gasser y un experto en infecciones virales. "Los ratones son útiles porque puede estudiar una gran cantidad de ellos y observar el curso de la enfermedad y la respuesta inmunede una manera que es difícil de hacer en las personas. Sería más rentable y eficiente y más seguro para las personas si pudiéramos obtener más información sobre cómo funcionan estos medicamentos y vacunas potenciales y cuán efectivos son antes de pasar a desafíos más desafiantes-primate humano y, en última instancia, estudios humanos "
Los ratones no se infectan naturalmente con el virus que causa COVID-19. Para infectar a las personas, el virus se adhiere a una proteína llamada enzima convertidora de angiotensina-2 ACE2 en la superficie de las células en el tracto respiratorio. Pero el ACE2 humanola proteína es diferente de la proteína ACE2 del mouse y el virus no puede unirse a la versión del mouse.
El virus que causó la epidemia de SARS en 2003 está estrechamente relacionado con el que causó la pandemia de COVID-19, y el virus del SARS también infecta las células al engancharse con la proteína ACE2 humana. Durante la epidemia de SARS, los investigadores crearon una cepa genéticamenteratones modificados con la proteína ACE2 humana para que pudieran estudiar el SARS. Sin embargo, una vez que terminó la epidemia, el interés en el SARS disminuyó y las colonias de ratones se cerraron. La aparición de COVID-19 a principios de este año desencadenó una fiebre frenética para comenzar a reproducir nuevamente a los ratones, pero incluso ahora no hay suficientes ratones para todos los investigadores que desean estudiar la enfermedad y probar vacunas y terapias potenciales.
Diamond, que anteriormente había liderado un esfuerzo para desarrollar un modelo de infección por Zika en ratones, se dio cuenta de que necesitaba una forma más rápida de obtener ratones que pudieran usarse para los estudios de COVID-19. Diamond y colegas, incluidos los coautores Ahmed Hassan, DVM, PhD, y Brett Case, PhD, ambos investigadores posdoctorales, y Emma Winkler, una estudiante de posgrado de MD / PhD, así como varios otros miembros clave del equipo COVID-19 del laboratorio de Diamond, decidieron presentar el ACE2 humanoproteína en ratones temporalmente. Para lograr esto, insertaron el gen para ACE2 humano en un virus respiratorio leve conocido como adenovirus. También eliminaron genes que el adenovirus necesita replicar, para que el virus pueda infectar las células una vez pero no multiplicarse. Luego,los investigadores infectaron ratones con el adenovirus modificado. Los animales produjeron ACE2 humano en sus vías respiratorias durante unos días, haciéndolos vulnerables a la infección con el virus que causa COVID-19.
Para ver si los ratones desarrollan una enfermedad similar a la de las personas, los investigadores infectaron a los ratones con el adenovirus modificado y luego, cinco días después, les dieron el virus COVID-19 a través de la nariz. El virus se propagó rápidamente a lo largo del tracto respiratorio yespecialmente en los pulmones, donde se replicó en grandes cantidades y causó neumonía con inflamación marcada, como ocurre en las personas. Los investigadores también encontraron niveles más bajos de virus en el corazón, el bazo y el cerebro, todos los órganos que pueden ser objetivos devirus en las personas. Los ratones perdieron del 10% al 25% de su peso corporal durante sus enfermedades, pero finalmente se recuperaron.
"Los ratones desarrollan una enfermedad pulmonar similar a la que vemos en los humanos", dijo Diamond, quien también es profesor de microbiología molecular, y de patología e inmunología. "Se enferman bastante por un tiempo pero finalmente se recuperan, como elLa gran mayoría de las personas que reciben COVID-19. Puede usar esta técnica con casi cualquier cepa de ratón de laboratorio para hacerlos susceptibles al SARS-CoV-2 y luego hacer cualquier tipo de estudio que desee: probar vacunas o medicamentos, estudiar el sistema inmune.respuesta y muchas otras cosas relacionadas con la forma en que el virus causa la enfermedad "
El modelo también se puede usar para comprender mejor los factores que ponen a algunas personas en riesgo de contraer la enfermedad grave de COVID-19. La edad avanzada, el sexo masculino y afecciones como la obesidad, la diabetes y las enfermedades cardíacas, renales o pulmonares aumentan el riesgode COVID-19 grave por razones que no se comprenden completamente.
"Sería fácil estudiar, por ejemplo, ratones mayores o ratones obesos y ver cómo responden a la infección", dijo Diamond. "Esperaría que lo hicieran mucho peor, pero la verdadera pregunta es por qué.¿tienen más virus en las primeras etapas? ¿Su condición debilita la respuesta inmune o exacerba una respuesta inflamatoria perjudicial? Con este modelo, podemos comenzar a analizar algunos de esos factores que son muy difíciles de estudiar en las personas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Facultad de medicina de la Universidad de Washington . Original escrito por Tamara Bhandari. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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