Netopýři jsou důležitá zvířata, která pomáhají udržovat rovnováhu mezi ekosystémem a lidský pohodu. Oni Hrajte klíčové role Stejně jako opylování rostlin, dispergující semena a kontrolu populací hmyzu. Ale pozdě se stali populární z jiného důvodu: jejich jedinečná schopnost skrývat viry, aniž by podlehl nemoci.
SARS, Mers, Ebola, Covid-19-Předpokládá se, že některé z nejničivějších lidských chorob minulého století mají pocházelo z netopýrů. Navzdory jejich ústřední roli v pandemické ekologii víme překvapivě málo o tom, jak viry interagují s biologií netopýrů, nebo proč některé viry zůstávají nestabilní u netopýrů, ale při skoku na lidi jsou smrtící.
Netopýr organoidy
Studium netopýrů má četné výzvy. Jsou noční, nepolapitelné a v mnoha regionech chráněných zákonem. Další výzvou je nedostatek vhodných výzkumných nástrojů a zvířecích modelů. Tradiční laboratorní zvířata, jako jsou myši nebo opice, nedokážou replikovat jedinečné fyziologické rysy netopýrů a primárních Bat buňky, jsou v kultuře notoricky obtížné růst.
Dokonce i buněčné linie odvozené od stejného druhu BAT, které hostily virus, nemusí podporovat jeho replikaci kvůli ztrátě exprese receptoru hostitele.
Ve studii nedávno publikoval v VědaMezinárodní tým vědců vyvinul nejkomplexnější platformu netopýrů na světě: malé trojrozměrné laboratorní tkáně, které replikují strukturu a funkci skutečných netopýrů orgánů. Organoidy se již dlouho vyvíjejí a používají pro lidský biomedicínský výzkum – a nyní se používají na netopýry.
Předchozí pokusy o vytváření organoidů netopýrů byly omezeny na jediný druh ovocné pálky a jeden typ orgánů. Tyto modely nedokázaly zachytit plnou rozmanitost druhů netopýrů, zejména těch, které se nacházejí v mírných oblastech, jako je východní Asie, kde bylo identifikováno mnoho vznikajících virů.
Aby to vyřešil, tým vytvořil organoidy z pěti druhů netopýrů na hmyzu původem z Asie a Evropy. Jednalo se o modely průdušnice, plic, ledvin a střev. Tyto struktury napodobují reálné tkáně úzce, s rysy, jako jsou pohárkové buňky produkující hlen, a alveoly s výměnou plynu.
Když jsou vystaveny virům, jako jsou SARS-CoV-2, MERS-CoV, chřipko A a Soul Orthohantavirus, organoidy odhalily druhy a zranitelnosti specifické pro orgány. Například MERS-CoV se snadno replikoval v respiračních organoidech několika druhů netopýrů. SARS-CoV-2, virus zodpovědný za Covid-19, překvapivě nemohl infikovat žádnou z respiračních tkání netopýrů, pokud vědci nepřidali lidský gen, TMPRSS2což umožnilo viru vstoupit do lidských buněk.
Toto zjištění může pomoci vysvětlit, proč některé viry nemusí zpočátku představovat riziko pro lidi, ale stát se nebezpečným po získání adaptací, které jim umožňují přežít a replikovat v lidském těle.
Ve své studii vědci také využili užitečnost organoidní platformy pro objevování virů. Pomocí fekálních vzorků z divokých netopýrů dokázali izolovat dva dříve neidentifikované viry: savčí orthoovirus a paramyxovirus. Paramyxovirus by nerostl v normálních laboratorních buňkách, ale vzkvétal v organoidech, pravděpodobně proto, že k vstupu a replikaci buněčných faktorů specifických pro BAT vyžadují, ale které chybí v konvenčních laboratorních buněčných liniích.
Nesmrtelné buněčné linie netopýrů
V a Zveřejněná samostatná studie v Biologie PLOSDalší skupina vytvořila nesmrtelné buněčné linie netopýrů z netopýra SEBA (netopýr (Carollia Persičillata), ovocná netopýra původem ve střední a Jižní Americe. Tyto buněčné linie byly vyvinuty z orgánů, jako jsou ledviny, mozek, játra a slezina a bylo prokázáno, že podporují replikaci MERS-CoV, viru vezikulární stomatitidy a orthohantavirus ANDES, blízký příbuzný smrtelných hantavirů nalezených u lidí.
Ve své studii vědci pozorovali, že ledvinové buňky umožňovaly přirozený vstup a replikaci MERS-CoV, zatímco SARS-CoV-2 je nedokázal infikovat-odrážejí výsledky pozorované v organoidních modelech. Jak Bat buňky, tak organoidy aktivovaly imunitní odpovědi, když byly vystaveny syntetické virové RNA nebo viry, podobné skutečným netopýrům.
Globální virologický zdroj
Společně tyto dva nové modely BAT ukazují schopnost sledovat imunitní odpovědi v reálném čase v tkáních netopýrů a nabízejí pokročilý nástroj, aby pochopili, jak netopýři koexistují s viry, které jsou smrtelné vůči jiným druhům. Zatímco organoidy umožňují vědcům studovat, jak se viry chovají v reálné tkáni, buněčné linie umožňují vysoce výkonné testování virového vstupu a imunitních reakcí.
Cílem obou iniciativ je založit globální biobanky organoidů odvozených od netopýrů a buněčných linií, aby se zvýšila připravenost pandemie. The Carollia Persičillata Buněčné linie jsou již distribuovány prostřednictvím ATCC, hlavního biologického úložiště. Mezitím organoidní iniciativa plánuje rozšíření svého dosahu začleněním dalších druhů netopýrů a typů tkání.
Očekává se, že tyto zdroje pomůže vědcům (i) sledovat chování viru specifické pro druhy; ii) identifikovat imunitní cesty a vstupní body virů; (iii) antivirová léčiva obrazovky za realističtějších podmínek; (iv) Předpovídejte riziko zoonotického úniku před zahájením ohnisek.
Důsledky pro Indii
Indie je domovem více než 120 druhů netopýrů, s zvláště vysokou rozmanitostí netopýrů na severovýchodě a západních Ghats. Navzdory této rozmanitosti jsou virologické údaje o těchto netopýrech omezené a mnoho druhů je špatně studováno. Na severovýchodě studie zjistili Protilátky proti virům Ebola a Marburgu u netopýrů i lidí. Kerala také zažila několik Ohniska virů Nipahs ovocnými netopýry identifikováno jako pravděpodobné nosiče. Snahy o studium nativních netopýrů však však bránily obavy z biologické bezpečnosti, právními omezeními a omezenou výzkumnou infrastrukturou.
Tyto nové modely pěstované laboratoře by mohly nabídnout bezpečnější a etičtější cestu vpřed, což umožňuje vědcům studovat viry netopýrů bez manipulace s živými zvířaty.
Vzhledem k probíhajícím tlakům ze ztráty stanovišť, změny klimatu a zvýšených interakcí s lidským a divokým životem roste také riziko nových zoonotických onemocnění. To přimělo indickou vládu, aby zahájila Inter-Ministeriální vědecká iniciativa 4. dubna ke studiu těchto rizik. Nástroje, jako jsou organoidy BAT a buněčné linie, by mohly podporovat účinnější monitorování a výzkum rozvíjejících se virů a zlepšit připravenost země pro další pandemii.
Manjeera Gowravaram má PhD v biochemii RNA a pracuje jako spisovatel vědy na volné noze.
Publikováno – 1. června 2025 05:00
