«Инструменты были недоступны для людей, которые хотят иметь возможность тестировать вакцины и противовирусные препараты против вируса Зика», — говорит Мэтью Алиота, помощник ученого SVM и ведущий автор исследования, описывающего модель, опубликованного 19 апреля в журнале PLOS Neglected. Тропические болезни. «Предостережение заключается в том, что это модель на мышах, но она позволяет нам тестировать вакцины, а патология, вызванная вирусом в мозге мыши, может быть использована для понимания патологии в мозге человека, особенно плода».Вирус Зика был впервые описан в Уганде в 1947 году. До прошлого года он циркулировал среди людей в Африке, Юго-Восточной Азии и на островах Тихого океана и только спорадически вызывал заболевание.
Вирус передается комарами и обычно вызывает легкие, похожие на грипп симптомы, если вообще вызывает симптомы.Однако в 2015 году вирус начал заражать беспрецедентное количество людей в Бразилии, а затем распространился по Северной и Южной Америке. Представители общественного здравоохранения в Соединенных Штатах ожидают, что он распространится на юг США по мере потепления погоды и последующего увеличения активности комаров Aedes aegypti — вида, являющегося носителем вируса.
На прошлой неделе Центры по контролю и профилактике заболеваний (CDC) подтвердили, что вирус Зика ответственен за значительный рост дефектов мозга у развивающихся плодов, включая микроцефалию. Фактически, случаи микроцефалии, отмеченные маленькой головой, уменьшенным размером мозга и когнитивными нарушениями, были в 20 раз выше, чем обычно, в некоторых частях Бразилии в прошлом году.
Имеются некоторые свидетельства неврологических эффектов и у взрослых.Теперь исследователи также знают, что болезнь может передаваться половым путем.«Страшно знать так мало о чем-то, что может быть настолько разрушительным, — говорит Катрина Ларкин, студентка UW-Madison и соавтор исследования. «Изучение того, как модели на животных могут быть использованы в борьбе с болезнями, делает эту работу еще более актуальной».Мышиные модели позволяют исследователям проводить более масштабные исследования, чем модели на животных, такие как нечеловеческие приматы, и проводить эксперименты, которые невозможно проводить на людях.
Модель мыши, описанная Алиотой и остальной группой исследователей, включая Хорхе Осорио, профессора патобиологических наук в SVM, представляет собой мышь с ослабленным иммунитетом, которую лаборатория уже имела для исследования вирусов, подобных вирусу Зика, таких как вирус денге. Команда узнала, что они могут ввести вирус Зика в подушечки лап мышей и под их кожу, и тогда вирус распространится по всему телу, включая мозг.
Другие линии мышей устойчивы к заражению вирусом Зика.«Подобные модели были обнаружены за последние две недели, но есть и различия между ними и нашей», — говорит Алиота, которая была частью команды, которая впервые обнаружила вирус Зика в Колумбии. Различия в их модели позволят исследователям проверить, как воздействие других вирусов, таких как лихорадка денге, может повлиять на реакцию организма на инфекцию Зика.В модели мыши, созданной командой, не хватает трех типов интерферонов, известных как альфа, бета и гамма, которые являются одними из первых линий защиты иммунной системы от некоторых типов вирусных инфекций.
Мыши с нормальными интерферонами устойчивы к вирусной инфекции Зика, но те, у кого их нет, заболевают. У людей также есть интерфероны, но они менее эффективны в борьбе с заражением вирусом Зика.В исследовании, когда мыши были инфицированы различными дозами вируса Зика, в том числе дозами, аналогичными воздействию на человека после укуса инфицированного комара, они быстро заболели.
Вирус был на 100% смертельным для мышей при всех дозах, что не наблюдается у людей.Мышей умерщвляли в течение одной недели после заражения, и, в отличие от других недавних исследований на мышах, исследователи изучили влияние вируса на различные органы тела, включая печень, селезенку, мозг, почки, кишечник, сердце, легкие. и скелетные мышцы.
Вирус распространился по всему телу, но Алиота говорит, что они были удивлены, обнаружив, что он вызывает патологию только в головном мозге и скелетных мышцах.«Это действительно плохо для мозга», — говорит он, отмечая, что они видели доказательства менингита, клеточной инфильтрации и некроза (патологической гибели клеток).
Помимо предоставления исследователям возможности изучать вакцины и противовирусные препараты, модель также дает ученым возможность изучить, как работает вирус, в том числе может ли он реплицироваться или копировать себя и распространяться в тканях мозга.«Людям довольно легко увидеть в новостях, что эта болезнь поражает многих людей, и удивиться, почему никто еще не придумал вакцину», — говорит Эмма Уокер, еще один студент-исследователь и соавтор исследования, — но для Зика , который раньше на самом деле не исследовался, существует большое давление, чтобы просто узнать более простые вещи — например, как работает вирус, — прежде чем вы сможете попытаться «вылечить» болезнь ».Алиота называет студентов, которые работали над исследованием, в том числе доктора философии. студентка Лиз Кейн, «выдающаяся», и говорит, что это было бы невозможно так быстро без их самоотверженности и долгих часов в лаборатории. Результаты исследований вируса Зика, полученные в лабораториях по всей стране, публикуются с головокружительной скоростью, поскольку исследователи сосредотачивают свои усилия на борьбе с этим заболеванием.
Фактически, Алиота и его коллеги из UW-Madison сделали другие аспекты своих совместных исследований доступными для других ученых и общественности в режиме реального времени.«Я был поражен объемом информации, который был получен о вирусе Зика за такое короткое время», — говорит Кейн.
Алиота также благодарит ресурсы, доступные в UW-Madison, за темпы изучения вируса Зика здесь.«UW стал центром исследования вируса Зика. Есть много людей с разным опытом, которые могут взяться за решение этой проблемы», — говорит он. «Это преимущество наличия медицинской школы, ветеринарной школы и центра приматов; здесь можно делать то, что могут сделать только несколько учреждений по всему миру».
Для Алиоты, который долгое время изучал такие инфекционные заболевания, как Зика, тот факт, что его работа и работа его команды оказали огромное влияние на решение серьезной проблемы общественного здравоохранения, является очень полезным.«Людям, живущим с этим, страшно, — говорит Алиота. «Наша цель — воплотить то, что мы находим, на практике.
Увидеть такое немедленное воздействие, которое случается нечасто».