6.8 C
Munich
Saturday, September 26, 2020

Từ Hamster đến Khỉ đầu chó: Các nhà khoa học giúp các nhà khoa học hiểu về coronavirus

Must read

Twitter sẽ hỏi mọi người nếu họ đọc một bài báo trước khi họ đăng lại nó

Thấy một tiêu đề thú vị, hãy tweet lại. Dễ dàng, phải không? Chắc chắn là vậy, nhưng nếu bạn chưa thực sự đọc bài...

Amazon’s Echo Show 10 có màn hình cơ giới

Echo Show 10 hoàn toàn mới có thể là tin tức lớn nhất xuất hiện từ sự kiện Firehose of Amazon’s Devices & Services...

Ransomware tấn công dẫn đến tử vong tại bệnh viện Đức

Cái chết đầu tiên liên quan đến ransomware có nghĩa là dữ liệu nhạy cảm không phải là nạn nhân duy nhất của các...

Các nhà khoa học đang tranh giành để tìm hiểu làm thế nào tiểu thuyết coronavirus, SARS-CoV-2, gây bệnh, cũng như chạy đua để phát triển các phương pháp điều trị và, quan trọng là vắc-xin. Công việc phụ thuộc rất nhiều vào một người chơi hiếm khi được thừa nhận: nghiên cứu động vật. Một trong những điều khác thường nhất về SARS-CoV-2 là phạm vi nghiêm trọng của bệnh Nó có ở người. Từ nhiễm trùng nhẹ hoặc không có triệu chứng đến những người chết. Tạo các mô hình động vật phản ánh sự đa dạng lâm sàng như vậy sẽ rất quan trọng, mặc dù khó khăn. Các sinh vật từ chuột thí nghiệm khiêm tốn đến chuột đồng và khỉ đầu chó đang ở trong hỗn hợp. Chúng tôi chưa biết động vật nào sẽ chứng minh hữu ích nhất; các loài khác nhau có thể phù hợp nhất để trả lời các câu hỏi khác nhau.

Tái tạo bệnh nghiêm trọng đặc biệt khó khăn, nhưng các nghiên cứu về coronavirus gây ra hội chứng hô hấp cấp tính nặng (SARS) và hội chứng hô hấp Trung Đông (MERS) đã đặt nền móng quan trọng. Các động vật nghiên cứu y học là chuột: chúng có thể nhanh chóng được nhân giống và thu được với giá rẻ, và các nhà nghiên cứu đã có nhiều công cụ để làm việc với chúng. Thật không may, những loài gặm nhấm này mặc dù không miễn dịch với nhiễm trùng, nhưng dường như không phải chịu bất kỳ ảnh hưởng xấu nào từ virus mới. Điều tương tự cũng đúng với SARS, nhưng hai chiến lược đã chứng minh hiệu quả: thích nghi chuột với virus hoặc thích ứng virus với chuột.

Chuột thiết kế

Năm 2007, nhà vi trùng học Stanley Perlman thuộc Đại học Iowa và các đồng nghiệp của ông chuột biến đổi gen để tạo ra phiên bản người của thụ thể enzyme chuyển đổi angiotensin 2 (ACE2) mà virus SARS ban đầu được sử dụng để bám vào các tế bào. Căn bệnh này đã gây tử vong cho những con chuột hACE2 này. Perlman nói rằng SARS-CoV-2 sử dụng cùng một thụ thể, vì vậy chuột hACE2 cũng dễ bị tổn thương trước virus mới, Perlman nói. Ông đã gửi các mẫu tinh trùng chuột đông lạnh đến Phòng thí nghiệm Jackson, nơi đang nhân giống các động vật và chuẩn bị phân phối chúng đến các phòng thí nghiệm khác trên khắp thế giới. Nhà khoa học thần kinh Cat Lutz, người chỉ đạo kho lưu trữ chuột Jackson Laboratory, một trong những người lớn nhất ở Hoa Kỳ, cho biết, chúng ta nên có đủ để cộng đồng khoa học tiến hành thí nghiệm vào giữa tháng 6.

Nhà virus học Kanta Subbarao, sau đó tại Viện Dị ứng và Bệnh Truyền nhiễm Quốc gia, và các đồng nghiệp của cô đã đi một con đường khác: họ tạo ra một chủng virus SARS điều đó đã gây chết người cho những con chuột bình thường. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật gọi là truyền nối tiếp, bao gồm trích xuất virus từ phổi của một con chuột bị nhiễm bệnh, sử dụng nó để tiêm một con khác và sau đó lặp lại quá trình ở những con chuột khác. Sau 15 chu kỳ, họ đã tạo ra một chủng SARS gây tử vong 100% cho chuột. Nghiên cứu các đột biến gen liên quan cũng cho phép họ tìm hiểu điều gì đó về cách virus gây bệnh. Mặc dù chuột hACE2 rất dễ bị nhiễm coronavirus mới, nhưng chúng có thể biểu hiện bệnh nhẹ hơn nhiều so với SARS. Yêu cầu kỳ vọng là SARS-CoV-2 sẽ phải được điều chỉnh bởi [serial] Subbarao cho biết, thông qua Subbarao, hiện đang ở Viện Peter Doherty về Nhiễm trùng và Miễn dịch ở Úc. Các nhà nghiên cứu cũng có nhiều công cụ prosaic theo ý của họ. Chúng tôi có thể thao túng [the viral] Liều lượng và lộ trình điều trị để có được một mức độ nghiêm trọng, giáo sư Lutz nói.

Perlman đã không chờ đợi để xem chủng chuột hACE2 của anh ta phản ứng thế nào với SARS-CoV-2. Anh ta đã sử dụng một loại virus không liên quan như một vectơ voi để mang con người ACE2 gen vào tế bào chuột trưởng thành, khiến chúng tạm thời nhạy cảm với coronavirus mới, một phương pháp mà ông đã tiên phong khi nghiên cứu về MERS. Phương pháp này nhanh hơn phương pháp liên quan đến việc thay đổi tế bào tinh trùng hoặc trứng. Kỹ thuật này rất hữu ích để thử nghiệm phương pháp trị liệu được đưa ra trong khoảng thời gian động vật bị nhiễm bệnh. Nhưng điều đó không tốt cho các nghiên cứu về mầm bệnh của các nhà nghiên cứu, cố gắng giúp các nhà khoa học hiểu làm thế nào virus xâm nhập vào tế bào và sao chép hoặc tế bào nào tấn công virus. Perlman cũng đang sử dụng chỉnh sửa gen để thay đổi thụ thể ACE2 của chuột để SARS-CoV-2 có thể nhận ra nó. Những người khác đang chỉnh sửa bộ gen virut virut để cho phép nó gắn vào thụ thể chuột. Họ cũng có thể sử dụng bất kỳ chủng chuột nào để nghiên cứu COVID-19, Perlman nói. Đây sẽ là một bước tiến lớn.

Hamster, Ferrets và Mèo

Các nhà nghiên cứu cũng đang tìm kiếm ngoài chuột. Subbarao và các đồng nghiệp của cô thấy chuột đồng rất hữu ích cho việc nghiên cứu SARS, vì vậy một số nhà nghiên cứu đang sử dụng lại chúng cho COVID-19. Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Hồng Kông đã cho thấy rằng SARS-CoV-2 sao chép ở chuột đồng, tạo ra một số tổn thương phổi thấy ở người. Không ai trong số các động vật chết, nhưng có dấu hiệu bệnh tật, bao gồm giảm cân. Những con chuột đồng sản xuất kháng thể. Và huyết thanh từ động vật hồi phục được đưa cho người khác trước khi bị nhiễm làm giảm nồng độ virus nhưng không làm giảm đáng kể bệnh lý phổi.

Các nhà khoa học thường nghiên cứu các bệnh về đường hô hấp ở chồn sương, vì sinh lý phổi của chúng tương tự như ở người. Một nhóm ở Hàn Quốc thấy rằng chồn bị nhiễm SARS-CoV-2 có nhiệt độ cao và bệnh phổi nhẹ. Tuy nhiên, một bài báo được xuất bản sau đó cho thấy virus chỉ nhân lên một cách hiệu quả ở đường hô hấp trên đường hô hấp trên chứ không phải là tuyến dưới của chúng, không phản ánh bệnh nặng ở người. Cái đó học cũng tìm thấy virus được truyền giữa những con mèo trong các lồng liền kề gợi ý truyền bệnh bằng các giọt hô hấp. Vì vậy, mèo có thể hữu ích cho việc kiểm tra vi-rút lây lan như thế nào. Tuy nhiên, một số động vật khó làm việc hơn những con khác. Nhà nghiên cứu bệnh học David O’Connor thuộc Đại học Wisconsin Wisconsin Madison, người đang nghiên cứu về các loài linh trưởng không phải là con chuột phát triển. về sự hợp tác lớn của các nhà nghiên cứu sử dụng các phương pháp khác nhau và đưa tất cả dữ liệu của họ vào một cổng thông tin trực tuyến được gọi là CoVen. Có một số ít nghiên cứu về mèo, vì vậy thậm chí còn có ít công cụ hơn. Một số động vật cũng khó khăn hơn để có được hoặc chăm sóc hoặc tốn kém hơn, nhưng các nhà nghiên cứu cần thêm thông tin trước khi loại bỏ bất kỳ loài nào. Trong một trường hợp khẩn cấp như thế này, nơi chúng tôi không có thời gian, chúng tôi phải để sinh vật học hướng dẫn chúng tôi, theo lời của ông. Có thể hóa ra những mô hình ít thông thường này là cách tiếp cận tốt nhất, trong trường hợp đó, chúng tôi sẽ phải phát triển chuyên môn để nghiên cứu chúng.

Khỉ

Các loài linh trưởng không phải là người đạt tiêu chuẩn vàng khi nói đến việc thử nghiệm vắc-xin và phương pháp trị liệu, chuyên gia virus học Barry Rockx thuộc Trung tâm Y tế Đại học Erasmus ở Hà Lan cho biết. Một bài báo in của nhà virus học Chuan Qin thuộc Viện Khoa học Y khoa Trung Quốc và Đại học Y khoa Bắc Kinh và các đồng nghiệp, được đăng trực tuyến vào tháng 3, phát hiện ra rằng virus đã nhân lên trong mũi, phổi và ruột của khỉ maca. Các con vật cũng giảm cân và có dấu hiệu viêm phổi. Các học thu hút sự chú ý bởi vì các nhà nghiên cứu cho thấy những con khỉ bị thu hồi không thể bị tái nhiễm. Điều đó cung cấp một tin tốt: rằng các phản ứng miễn dịch bảo vệ có thể được khơi gợi bằng cách lây nhiễm tự nhiên, theo lời của O.ConnConnor, mặc dù độ bền vẫn cần phải được tìm ra. Một nhóm nghiên cứu của Hoa Kỳ cũng đã chứng minh trong một nghiên cứu in sẵn rằng các con khỉ raveus bị nhiễm bệnh đã cho thuốc chống vi rút (gần đây đã được phê duyệt để sử dụng khẩn cấp trong điều trị bệnh nhân COVID-19) triệu chứng nhẹ hơn và bệnh lý phổi.

Cynomolgus (ăn cua) cũng đang được nghiên cứu như là một mô hình khả thi của COVID-19. Tín dụng: Hendra Su

Một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến mức độ nghiêm trọng của COVID-19 ở người là một cá nhân bao nhiêu tuổi, vì vậy một số nhà nghiên cứu đang nghiên cứu động vật ở nhiều độ tuổi. Rockx dẫn một nghiên cứu gần đây sử dụng cả cynomolgus macaques trẻ và già không ai trong số đó hiển thị các triệu chứng quá mức. Không có dấu hiệu lâm sàng, nhưng bạn thấy tổn thương ở phổi, anh ấy nói. Mô hình động vật này có thể hữu ích để kiểm tra xem thuốc có làm giảm sự lây truyền bệnh hay có tác dụng phụ hay không, Rockx cho biết thêm. Anh ta và các đồng nghiệp của mình đã phát hiện ra nhiều virut tồn tại lâu hơn ở những con khỉ già, nhưng những con vật đó bệnh bệnh không nghiêm trọng hơn. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu tại Viện nghiên cứu y sinh Texas (Texas Biomed) đang nghiên cứu đồng thời khỉ macaques, khỉ đầu chó và marmosets. Chúng tôi đã so sánh nhiều loài linh trưởng không phải người, để xem liệu chúng ta có thể tóm tắt lại [range of disease] Quan sát thấy ở người, theo Deepak Kaushal, giám đốc Trung tâm nghiên cứu linh trưởng quốc gia Tây Nam Texas. Nhóm của ông cũng không thấy sự khác biệt đáng kể về mức độ nghiêm trọng với tuổi tác.

Tuy nhiên, hãy nhớ lại rằng chỉ một phần nhỏ những người mắc COVID-19 bị bệnh nặng. Và những nghiên cứu này đã sử dụng số lượng khỉ tương đối nhỏ. Những cảnh báo này minh họa một nhược điểm của các loài linh trưởng phi nhân: vì những lo ngại về đạo đức và thực tế, không thể nghiên cứu số lượng đủ lớn trong số chúng để tiết lộ tất cả các khía cạnh của bệnh bệnh hay thậm chí để tính toán các số liệu thống kê có ý nghĩa. Nhưng làm như vậy không phải là mục tiêu chính. Các nghiên cứu của OemConnoror liên quan đến việc tiêm virus vào sâu bên trong phổi của khỉ cynomolgus để gợi ra bệnh có thể đo lường được. Chúng tôi có một căn bệnh về phổi mà có thể định lượng được, điều đó có nghĩa là chúng tôi có thể đo lường mức giảm đó như là một chỉ số cho các biện pháp đối phó y tế, ông nói. Vấn đề về căn bệnh nghiêm trọng trở thành học thuật của người Viking, anh nói thêm, vì nếu bạn có thể nhận được cùng một chỉ số, bạn không có một hệ thống tốt để thử nghiệm vắc-xin và thuốc. Tuy nhiên, loài linh trưởng không phải là đối tượng của thanh nghiên cứu đạo đức cao nhất, vì vậy chúng được sử dụng một cách tiết kiệm.

Mục tiêu cuối cùng

Một lợi thế quan trọng của nghiên cứu động vật là kiểm soát. Với con người, bạn không biết khi nào họ bị nhiễm bệnh, chính xác thì chuyện gì xảy ra, leo Perlman nói. Bạn có thể hiểu bệnh tốt hơn nhiều ở một động vật bị nhiễm bệnh thực nghiệm, bởi vì bạn có thể thao tác với các thông số, như đường tiếp xúc, liều lượng và thời gian lây nhiễm. Nguyên tắc tương tự áp dụng để tạo ra dữ liệu hiệu quả và an toàn. Bạn có thể không bao giờ có sự kiểm soát đó trong một thử nghiệm lâm sàng. Đây là mô hình động vật rất cần thiết.

Các chiến lược vắc-xin hiện có, một phần dựa trên những chiến lược được phát triển cho SARS đã dẫn đến một số ứng cử viên cho vắc-xin COVID-19 bỏ qua giai đoạn thử nghiệm trên động vật. Đây là một thách thức trong kỷ nguyên COVID-19, bởi vì mọi người không muốn chờ đợi, ông Perlman nói. Đối với các loại thuốc, không nên bỏ qua các bước của động vật. Nhưng đối với vắc-xin, họ thực sự bị bỏ qua hoặc giảm thiểu. Nhu cầu cấp thiết, việc thiếu các mô hình động vật được thiết lập tốt và kinh nghiệm trước đây với một số nền tảng vắc-xin đã tăng tốc thời gian. Thực tế là các chiến lược vắc-xin đã được thử nghiệm ở người, ngay cả khi có các mầm bệnh khác nhau, mang lại sự yên tâm về sự an toàn, nhưng cũng có một bóng ma được đưa ra bởi các nghiên cứu trên động vật trước đây: vắc-xin đôi khi có thể làm tăng bệnh, kể cả thông qua một hiện tượng phụ thuộc vào kháng thể tăng cường. Nếu vấn đề đó xảy ra với vắc-xin COVID-19, thì bạn sẽ muốn biết điều đó, đó là lời nói của Larry Schlesinger, chủ tịch của Texas Biomed. Các nhà khoa học cũng cần hiểu các phản ứng miễn dịch. Dữ liệu gần đây từ Trung Quốc cho thấy không phải tất cả mọi người bị nhiễm virut đều tạo ra đủ các kháng thể bảo vệ, hoặc trung hòa, có thể trở thành miễn dịch. Và SARS-CoV-2 đã không tồn tại đủ lâu để chúng ta biết những người có thể được bảo vệ trong bao lâu. Điều này có ý nghĩa quan trọng đối với việc một loại vắc-xin sẽ trông như thế nào,

Mới tuần trước Khoa học, Qin và các đồng nghiệp đã công bố kết quả từ một nghiên cứu về một ứng cử viên vắc-xin virus SARS-CoV-2 bất hoạt, tạo ra các kháng thể trung hòa liên kết với protein virut virut siêu âm, cho phép nó xâm nhập vào tế bào. Các nhà nghiên cứu cho thấy rằng vắc-xin, được gọi là PiCoVacc, đã tạo ra các phản ứng miễn dịch bảo vệ chống lại một số chủng vi-rút ở chuột, chuột và khỉ rhesus. Họ yên tâm, họ không thấy có dấu hiệu tăng cường phụ thuộc kháng thể. Và thử nghiệm của con người dự kiến ​​sẽ bắt đầu vào cuối năm nay. Tuy nhiên, nếu không có nỗ lực ban đầu nào thành công, nghiên cứu cơ bản có thể trở nên quan trọng. Hiểu rõ hơn có thể được yêu cầu để theo đuổi các chiến lược tinh vi hơn. Và để hiểu một loại virus, các nhà nghiên cứu cần nghiên cứu nó ở các sinh vật sống. Tất cả mọi người đều hy vọng những cách tiếp cận chung mà chúng tôi đã thử nghiệm sẽ thành công một cách ngoạn mục Việc phát triển một loại vắc-xin có thể đơn giản, nhưng chúng tôi phải chuẩn bị cho mọi người khả năng có thể không xảy ra.

Tìm hiểu thêm về sự bùng phát của coronavirus từ Khoa học Mỹ đây. Và đọc phạm vi bảo hiểm từ chúng tôi mạng lưới tạp chí quốc tế tại đây.

- Advertisement -

More articles

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

- Advertisement -

Latest article

Twitter sẽ hỏi mọi người nếu họ đọc một bài báo trước khi họ đăng lại nó

Thấy một tiêu đề thú vị, hãy tweet lại. Dễ dàng, phải không? Chắc chắn là vậy, nhưng nếu bạn chưa thực sự đọc bài...

Amazon’s Echo Show 10 có màn hình cơ giới

Echo Show 10 hoàn toàn mới có thể là tin tức lớn nhất xuất hiện từ sự kiện Firehose of Amazon’s Devices & Services...

Ransomware tấn công dẫn đến tử vong tại bệnh viện Đức

Cái chết đầu tiên liên quan đến ransomware có nghĩa là dữ liệu nhạy cảm không phải là nạn nhân duy nhất của các...