En ny COVID-19-musemodel udviklet ved University of North Carolina i Chapel Hill fanger mange af kendetegnene ved menneskelig sygdom og har hjulpet med at fremme en COVID-19-vaccinekandidat til kliniske forsøg.
Forskere, blandt dem virologer og mikrobiologer ved UNC-Chapel Hill's Gillings School of Global Public He alth, beskriver den muse-tilpassede SARS-CoV-2-model i et papir, der er fast-tracket og offentliggjort den 27. august i Nature.
Små dyremodeller, der kopierer SARS-CoV-2, er desperat nødvendige for hurtigt at evaluere medicinske modforanst altninger. Musemodellen, der er udviklet i virologen Ralph Barics laboratorium, er allerede blevet brugt til at fremskynde udviklingen af Operation Warp Speed-vacciner, såsom dem fra Moderna.
Modellen forventes at have en positiv indvirkning på udviklingen af antivirale midler, vacciner og antistoffer til kampen mod COVID-19, som er steget til 5,7 millioner tilfælde i USA og fortsat er udbredt i nogle samfund.
I januar, da forskerne begyndte at forberede sig på at forske i den farlige nye sygdom, var alle øjne rettet mod ACE2, et protein, der sidder på overfladen af mange typer celler i den menneskelige krop, herunder hjerte, tarm, lunger og inde i næsen. SARS-CoV-2, coronavirussen, der forårsager COVID-19, sætter sig fast på ACE2-receptoren og bruger den til at trænge ind i celler og begynde at vokse, hvilket fører til infektion.
Men det blev opdaget, at SARS-CoV-2 ikke kan bruge museversionen af den virale receptor ACE2. Baric-laboratoriet har en historie med at generere musemodeller af andre coronavirus, såsom SARS-CoV og MERS-CoV, så holdet brugte deres ekspertise til at tilpasse SARS-CoV2 til at bruge musereceptoren.
De ændrede to aminosyrepositioner i det virale genom for at generere en mus-tilpasset virus, der er i stand til at inficere standard laboratoriemus.
Det virkede, sagde undersøgelsens medforfatter Sarah R. Leist, en forskningsmedarbejder ved UNC-Chapel Hill, "ved at generere milde symptomer hos unge mus og gamle mus, så vi mere alvorlig sygdom i overensstemmelse med, hvad der har været rapporteret i den menneskelige befolkning."
I foråret var laboratoriet i stand til at påbegynde mange undersøgelser, der involverede mus.
"Vi har allerede brugt vores SARS-CoV-2 musetilpassede model til at teste nogle få medicinske modforanst altninger," sagde hovedforfatter af undersøgelsen Kenneth H. Dinnon III, en kandidatforsker ved Gillings School of Global Public He alth. "Vi har samarbejdet med National Institutes of He alth Vaccine Research Center og Moderna for at teste deres mRNA-1273 humane vaccinekandidat og vist, at terapien effektivt beskyttede mus mod infektion. Vi har også arbejdet med flere akademiske grupper for at teste andre vaccineplatforme, herunder alfavirus-replikonplatforme udviklet i vores eget laboratorium."
Modellen er med til at gøre indhug i en anden terapeutisk vej: antistoffer, der er designet til at udnytte kroppens evne til at målrette og bekæmpe trusler.
Teamet har arbejdet sammen med andre laboratorier for at identificere og teste de bedste humane monoklonale antistoffer, der er i stand til at binde og neutralisere SARS-CoV-2 i mus.
Eksperimenter beskrevet i Nature-undersøgelsen fandt, at mus fik enkelte injektioner af interferon lambda-1a enten før eller efter infektion med SARS-CoV-2-beskyttede mus mod virusreplikation og tab af lungefunktion.
Musemodellen er den første, der viser, at denne form for behandling virker mod SARS-CoV-2 i en levende organisme. Fundet understøtter igangværende kliniske forsøg på Stanford University.
Sådanne milepæle er en del af resultaterne for forskere i Baric-laboratoriet på UNC-Chapel Hill's Gillings School of Global Public He alth. Laboratoriearbejde hos Gillings fremskyndede det antivirale remdesivir til kliniske forsøg. I dag er remdesivir efterspurgt over hele verden for dets evne til at fremskynde bedring blandt indlagte COVID-19-patienter.
"Denne nye musemodel vil være tilgængelig for andre forskere og vil give det større forskersamfund et system til at forstå, hvordan virussen forårsager sygdomme og til at teste forskellige terapier og vacciner under udvikling rundt om i amtet og verden," sagde Baric, professor i epidemiologi og mikrobiologi og immunologi ved UNC-Chapel Hill.
