Используя недавно разработанную модель острого повреждения легких на мышах, исследователи обнаружили, что воздействия только одного шипового белка SARS-CoV-2 было достаточно, чтобы вызвать симптомы, подобные COVID-19, включая тяжелое воспаление легких.
SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, покрыт крошечными белками-шипами. Эти белки связываются с рецепторами наших клеток, запуская процесс, который позволяет вирусу высвободить свой генетический материал в здоровую клетку.
"Наши результаты показывают, что спайковый белок SARS-CoV2 вызывает повреждение легких даже в отсутствие интактного вируса," сказал Павел Солопов, к.D., DVM, доцент Исследовательского центра биоэлектрики Фрэнка Рейди в Университете Олд Доминион. "Этот ранее неизвестный механизм может вызвать симптомы до того, как произойдет существенная репликация вируса."
Солопов представит новое исследование на ежегодном собрании Американского общества фармакологии и экспериментальной терапии во время виртуальной встречи Экспериментальной биологии (EB) 2021, которая состоится 27-30 апреля.
Изучение SARS-CoV-2 может быть сложной задачей, поскольку для экспериментов с интактным вирусом требуется лаборатория с уровнем биобезопасности 3. Чтобы преодолеть это препятствие, исследователи создали новую модель острого повреждения легких, в которой используются трансгенные мыши, экспрессирующие человеческий рецептор SARS-CoV-2 в легких.
"Наша модель на мышах значительно снижает опасность проведения такого рода исследований, позволяя изучать повреждение легких COVID-19 без использования интактного живого вируса," сказал Солопов. "Это значительно расширит и разнообразит возможности проведения исследований COVID-19. Наша модель, вероятно, также будет полезна для изучения других коронавирусов."
Исследователи ввели генетически модифицированным мышам сегмент белка-шипа и проанализировали их реакцию через 72 часа. Другая группа мышей получала только физиологический раствор в качестве контроля.
Исследователи обнаружили, что у генетически модифицированных мышей, которым вводили спайк-белок, наблюдались симптомы, похожие на COVID-19, которые включали сильное воспаление, приток лейкоцитов в легкие и свидетельство цитокинового шторма – иммунного ответа, при котором организм начинает реагировать. атаковать собственные клетки и ткани, а не просто бороться с вирусом. Мыши, получавшие только физиологический раствор, остались нормальными.
"Эти результаты показывают, что генетически модифицированная мышь вместе только с сегментом спайкового белка может быть использована для изучения повреждения легких, вызванного SARS-CoV-2," сказал Солопов. "Мы можем использовать этот инструмент, чтобы лучше понять, как белок-спайк вызывает симптомы в легких – даже без интактного вируса – с целью разработки новых мишеней и методов лечения COVID-19."
Исследователи планируют продолжить это направление исследований, используя новую модель на мышах для изучения эффективности нескольких препаратов в снижении тяжести острого повреждения легких и COVID-19.