Лабораторный вирус имитирует вирус COVID-19
Вирусный и потенциально смертельный вирус, вызывающий COVID-19, может быть безопасно изучен только в условиях биологической безопасности высокого уровня. Ученые, работающие с инфекционным вирусом, должны носить костюмы биологической опасности для всего тела с респираторами под давлением и работать в лабораториях с несколькими уровнями содержания и специализированными системами вентиляции. Хотя эти меры предосторожности необходимы для защиты лабораторных работников, они замедляют усилия по поиску лекарств и вакцин для COVID-19, поскольку многие ученые не имеют доступа к необходимым средствам биобезопасности.
Чтобы помочь исправить это, исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработали гибридный вирус, который позволит большему количеству ученых вступить в борьбу с пандемией. Исследователи генетически модифицировали легкий вирус, заменив один из его генов на вирус SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19. Полученный гибридный вирус инфицирует клетки и распознается антителами, как SARS-CoV-2, но с ним можно обращаться в обычных лабораторных условиях безопасности.
Исследование доступно онлайн в Cell Host & Microbe .
«У меня никогда не было такого большого количества запросов на получение научного материала в столь короткий период времени», — сказал со-старший автор, доктор философии, заслуженный профессор Марвина А. Бреннеке и руководитель отдела молекулярной микробиологии. «Мы распространили вирус среди исследователей в Аргентине, Бразилии, Мексике, Канаде и, конечно же, по всей территории США. У нас есть запросы, ожидающие рассмотрения из Великобритании и Германии. Еще до публикации люди узнали, что мы работаем над этим и начал запрашивать материал. «
Чтобы создать модель SARS-CoV-2, с которой было бы безопаснее работать, Уилан и его коллеги, в том числе со-старший автор, доктор медицинских наук Майкл С. Даймонд, профессор медицины Герберта С. Гассера и соавторы Бретт Кейс, доктор наук, научный сотрудник лаборатории Diamond, и Пол В. Ротлауф, аспирант лаборатории Whelan, начали с вируса везикулярного стоматита (VSV). Этот вирус — рабочая лошадка вирусологических лабораторий, потому что он довольно безобиден и им легко манипулировать генетически. VSV — это вирус крупного рогатого скота, лошадей и свиней, который иногда заражает людей, вызывая легкую, похожую на грипп болезнь, которая длится от трех до пяти дней.
У вирусов на поверхности есть белки, которые они используют для защелкивания и заражения клеток. Исследователи удалили ген поверхностного белка VSV и заменили его геном SARS-CoV-2, известным как спайк. Коммутатор создал новый вирус, который нацелен на такие клетки, как SARS-CoV-2, но лишен других генов, необходимых для возникновения тяжелой болезни. Они окрестили гибридный вирус VSV-SARS-CoV-2.
Используя сыворотку выживших COVID-19 и очищенные антитела, исследователи показали, что гибридный вирус распознается антителами во многом как настоящий вирус SARS-CoV-2, полученный от пациента с COVID-19. Антитела или сыворотки, которые предотвращали заражение гибридного вируса клетками, также блокировали действительный вирус SARS-CoV-2; антитела или сыворотки, которые не смогли остановить гибридный вирус, также не смогли сдержать настоящий SARS-CoV-2. Кроме того, молекула-приманка была одинаково эффективна для неправильного направления обоих вирусов и предотвращения их заражения клетками.
«Люди, конечно же, вырабатывают антитела против других белков SARS-CoV-2, но именно антитела против спайка, по-видимому, наиболее важны для защиты», — сказал Уилан. «Таким образом, до тех пор, пока у вируса есть спайк-белок, он воспринимает иммунную систему человека, как SARS-CoV-2, во всех смыслах и целях».
Гибридный вирус может помочь ученым оценить ряд основанных на антителах средств профилактики и лечения COVID-19. Вирус может быть использован для оценки того, вызывает ли экспериментальная вакцина нейтрализующие антитела, для определения того, несет ли выживший COVID-19 достаточное количество нейтрализующих антител, чтобы пожертвовать плазму пациентам с COVID-19, или для выявления антител, которые могут превратиться в противовирусные препараты.
«Одна из проблем в оценке нейтрализующих антител заключается в том, что для многих из этих тестов требуется оборудование BSL-3, а в большинстве клинических лабораторий и компаний нет средств BSL-3», — сказал Даймонд, который также является профессором молекулярной микробиологии. и патологии и иммунологии. «С этим суррогатным вирусом вы можете взять сыворотку, плазму или антитела и провести высокопроизводительный анализ на уровне BSL-2, который есть в каждой лаборатории, без риска заражения. И мы знаем, что он почти идеально соотносится с данными, которые мы получить от добросовестного инфекционного SARS-CoV-2. «
Поскольку гибридный вирус похож на SARS-CoV-2 для иммунной системы, но не вызывает серьезных заболеваний, он является потенциальным кандидатом на вакцину, добавил Даймонд. Он, Уилан и его коллеги проводят исследования на животных, чтобы оценить возможность.
Источник истории:
Материалы предоставлены Медицинским факультетом Вашингтонского университета . Оригинал написан Тамарой Бхандари. Примечание: содержимое может быть отредактировано по стилю и длине.
Ссылка на журнал :
- Дело Джеймса Бретта, Пола В. Ротлауфа, Риты Э. Чен, Чжуомин Лю, Хайянь Чжао, Артура С. Кима, Луи-Мари Блуе, Киру Зенга, Стивена Тахана, Линдси Дройт, Ма. Ксения Г. Илаган, Майкл А. Тартелл, Гая Амарасингхе, Джеффри П. Хендерсон, Шейн Майерш, Март Устав, Сачдев Сидху, Герберт У. Виргин, Дэвид Ван, Сиюан Дин, Давиде Корти, Элица С. Тил, Давед Х. Фремонт Майкл С. Даймонд, Шон П. Дж. Уилан. Нейтрализующее антитело и растворимое ACE2 ингибируют компетентный по репликации VSV-SARS-CoV-2 и клинический изолят SARS-CoV-2. , Cell Host & Microbe , 2020; DOI: 10.1016 / j.chom.2020.06.021
