Американские ученые создали миниатюрные модели человеческих органов на основе стволовых клеток легких, сердца и мозга человека, чтобы изучить, как организм инфицируют редкие, но смертельные хантавирусы. Также ученые смогли найти перспективные соединения, блокировавшие вирус в лабораторных тестах, что дает надежду на будущие методы лечения.
Выводы исследователей опубликованы в журнале PLOS Pathogens.
Хантавирусы попали в центр внимания страны в начале этого года как причина смерти Бетси Аракавы, классической пианистки и жены покойного актера Джина Хекмана.
Эти опасные вирусы составляют глобальную проблему здравоохранения с 1950-х годов, когда они повлекли за собой тысячи случаев геморрагической лихорадки во время Корейской войны. Сегодня они продолжают вызывать спорадические вспышки по всему миру, а уровень смертности колеблется от 1% до 40% в зависимости от штамма вируса.
В США вирус Sin Nombre вызвал случаи тяжелых респираторных заболеваний, тогда как вирус Old World Hantaan известен тем, что вызывает заболевание почек в Азии. Ученые особенно озабочены вирусом Andes, обнаруженным в Южной Америке, поскольку это первый известный хантавирус, распространяющийся между людьми. Недавние смерти в Нью-Мексико и Калифорнии подчеркнули постоянный риск, который составляют эти вирусы.
«Хантавирусы представляют серьезную угрозу здоровью населения, однако мы мало знаем о том, как они атакуют человеческий организм. Создавая человеческие органоидные системы, мы наконец-то можем увидеть, как эти вирусы ведут себя в тканях легких, сердца и мозга, и начать определять способы их остановки», — объяснила одна из соавторов исследования, доктор Уайти Арумугасвами.
Обычно ученые исследуют животные модели, чтобы изучать, как вирусные инфекции распространяются по целым системам органов. Но чрезвычайная заразность хантавирусов в сочетании с необходимостью сдерживания 4-го уровня биобезопасности очень усложняет изучение их системного воздействия на животных.
Команда ученых использовала человеческие стволовые клетки для выращивания органоидов — трехмерных мини-органов, имитирующих структуру и функции тканей человека, и подвергла эти модели органоидов влиянию трех хантавирусов: вируса Анд, вируса Хантаан и вируса Син Номбре, чтобы увидеть, как каждый из них инфицирует разные органы. Различия были поразительными.
Вирус Анд инфицировал все тестируемые типы клеток — эпителиальные и эндотелиальные клетки легких, кардиомиоциты и астроциты, в то время как вирус Хантаан более избирательно инфицировал клетки сердца и мозга, а вирус Sin Nombre в большинстве своем оставался ограниченным эндотелиальными клетками легких.
«Вирус перепрограммирует клеточный метаболизм, чтобы способствовать собственному выживанию. Это нарушение может способствовать серьезному повреждению легких и сердца, которое наблюдается у пациентов», — добавила Арумугасвами.
Пока нет одобренных методов лечения или широкодоступных вакцин против хантавирусов, однако в ходе исследования ученые смогли протестировать ряд потенциальных препаратов и выявили эффективность некоторых из них, что поможет при поиске методов лечения в будущем.
Как сообщал "Апостроф", в Китае врачи провели первую в истории трансплантацию легкого генетически модифицированной свиньи человеку со смертью мозга.
