Что за гуманизированных мышей создадут в России для борьбы с COVID-19?
В России создадут собственных гуманизированных мышей для испытания вакцины и препаратов против коронавируса. Об этом 27 апреля сообщили в Роспотребнадзоре.
Работы по созданию мышей уже начались, их ведет Институт биологии гена РАН совместно с ГНЦ ВБ «Вектор». В федеральной службе подчеркнули, что лабораторные мыши приобретут чувствительность к вирусу только после индукции в условиях вирусологической лаборатории, что сделает опыты на них безопасным и исключит риски по работе с ними в питомниках и неспециализированных лабораториях.
Первые результаты исследователи планируют получить уже в июне 2020 года. Аиф.ru узнал у руководителя Ресурсного центра доклинических испытаний НТУ «Сириус» и директора Центра трансгенеза и редактирования генома СПбГУ Елены Леоновой, для чего нужны гуманизированные животные, как ученые их выводят и как потом данные исследований используются при клинических испытаниях вакцины.
Что за гуманизированные мыши и для чего они нужны?
Как говорит Елена Леонова, гуманизированные мыши — это обычные лабораторные мыши, в которых с помощью генной инженерии внедряется человеческий ген.
«Для этих целей мы можем использовать также и крыс, и обезьян, и другие виды животных. Но мыши удобнее, потому что они быстро размножаются и исследование можно начать гораздо быстрее», — поясняет Леонова.
По ее словам, создание животных, моделирующих заболевания человека с помощью внесения в геном различных мутаций, — важный этап при разработке лекарственных препаратов и их оценке перед клиническими испытаниями. «Очевидно, что мыши не являются точной копией человека, и не все мутации в их генах могут вызывать аналогичный эффект у человека. Есть такое понятие, как создать „адекватную“ модель. Слово „адекватная“ тут не в буквальном смысле используется. Адекватность заключается в том, что данная модель наиболее полно отражает процесс развития заболевания у человека. И, соответственно, подходит для тестирования лекарственных препаратов в доклинических исследованиях. На данный момент для исследования действия вакцины требуется мышиная модель COVID-19. Для этих целей подходит гуманизированная модель мыши», — объясняет специалист.
Как мышей сделают восприимчивыми к коронавирусу?
Для создания так называемой «мышиной модели COVID-19» подходит гуманизация с использованием генов человека, кодирующих рецепторы, с помощью которых COVID-19 может проникать в клетку. Как поясняет Елена Леонова, если упростить, то этот процесс можно сравнить с прохождением таможни в аэропорту. Там, чтобы пройти контроль, мы должны показать паспорт с отпечатками пальцев.
«У мыши, конечно, есть аналогичные гены, но так как „отпечатки пальцев“ COVID-19 не будут совпадать, проникнуть в клетки мышей он не сможет. Поэтому мыши невосприимчивы к заболеванию, которое может вызвать COVID-19. Если мы встроим эти гены в геном мыши, то вирус сможет легко проникнуть в клетки и вызвать соответствующее заболевание. В случае с коронавирусом гуманизированные мыши — это идеальная модель для тестирования вакцины», — говорит Леонова.
СOVID-2019 — это молекула РНК, которая окружена определенным количеством белков, образующих капсид (внешнюю оболочку вируса), напоминающий «корону». Если помыть руки с мылом, то эти белки и выскочившая наружу молекула РНК быстро разрушаются.
«Надо понимать, что РНК не может существовать сама по себе, как человек не может выжить в вакууме. Поэтому для проникновения РНК СOVID-2019 использует свою „корону“, усыпанную так называемыми S-белками-шипиками, которые связываются с определенными рецепторами в клетках человека», — рассказывает Елена Леонова.
Она добавляет: поскольку РНК вируса постоянно мутирует, то она может переходить из организма в организм и размножаться. Каждый раз, когда она делает копию себя самой, то совершает ошибки, которые приводят к изменениям в ее последовательности, так и появляются мутации.
«Таким образом накапливаются случайные мутации, которые могут позволить вирусу подделать „отпечатки пальцев“ и проникнуть в клетки нового вида хозяина. Это не первый и не последний вирус в нашей жизни, и наша задача — научиться быстро реагировать, чтобы справиться с ним», — заключает эксперт.
Что за безопасный способ перевозки гуманизированных мышей разработали в России?
По словам Елены Леоновой, многие страны занимаются созданием гуманизированных мышей, содержащих гены человека для контакта с коронавирусом. Но в условиях пандемии перевозить таких мышей очень опасно.
«Конечно, за рубежом гуманизированные мыши, содержащие гены человека для контакта с коронавирусом, уже существуют. Но, представьте себе, если мы в условиях пандемии начнем перевозить мышей-моделей СOVID-2019, которых легко заразить данным вирусом, — это очень опасно, так как они могут непроизвольно стать новыми источниками распространения, да еще и с новыми видами мутаций», — говорит она.
Как правило, гуманизированные мыши создаются в научно-исследовательских институтах, а все исследования с ними проводятся в центрах вирусологии, у которых есть лицензия на работу с серьезными инфекциями. Это создает трудности с перемещением гуманизированных моделей. Именно поэтому в московском Институте биологии гена РАН предложили создать гуманизированную модель мыши СOVID-2019, которую можно было бы безопасно перевезти в центр вирусологии «Вектор» в Новосибирске, где и будут проходить испытания вакцины против СOVID-2019.
«Для этих целей мышам будут встроены гены, кодирующие рецепторы человека, которые способствуют проникновению вируса, но при этом создадут такие условия, при которых информация, закодированная в этих генах, не будет переписываться на язык белка», — объясняет Леонова.
Дело в том, что вся информация о белках, из которых мы состоим, закодирована в наших генах. Для того чтобы этот белок синтезировать, нужно переписать информацию с кодирующего его гена. «Соответственно, если мы временно заблокируем такую возможность, то белок не будет синтезироваться в клетке. Для того чтобы белки-рецепторы начали нарабатываться клетками, гуманизированных мышей скрестят с другими мышами, у которых есть ген, кодирующий фермент, способный разблокировать гены у гуманизированных мышей. Родившиеся детеныши будут содержать в своем геноме и гены человека, кодирующие рецепторы для проникновения вируса, и ген, кодирующий фермент для разблокировки», — рассказывает эксперт.
Другими словами, после скрещивания этих двух видов мышей в центре вирусологии «Вектор» на свет появятся гуманизированные модели, на которых уже можно будет тестировать вакцины. На гуманизированных мышах будет легко проверить вакцину. Например, если создать две контрольные группы, одна из которых будет обработана вакциной, а вторая нет, то после заражения вирусом COVID-2019, если одна группа выживет, можно будет понять, сработает ли вакцина.
Когда ученые смогут получить результаты?
По словам Леоновой, чтобы прогнозировать, нужно знать, на какой стадии сейчас находится разработка вакцины и создание гуманизированных мышей. Также надо учитывать, что исследование вакцины против вируса включает в себя много других процедур, в том числе с использованием мышей, не несущих никаких мутаций.
«Обычно мыши рожают через 21 день после оплодотворения и через 1-2 месяца готовы к размножению. Учитывая, что нужно будет получить как минимум два потомства мышей, на получение гуманизированных мышей, готовых к испытаниям, может уйти 4-5 месяцев», — заключает она.
