Наблюдение за распространением SARS-CoV-2 на моделях животных в режиме реального времени


Версия SARS-CoV-2, вируса, вызывающего заболевание COVID-19, была успешно модифицирована, чтобы ярко светиться в клетках и тканях животных, обеспечивая способ в реальном времени отслеживать распространение и интенсивность вирусной инфекции, как это происходит в модели животных, исследователи Техасского института биомедицинских исследований (Texas Biomed) сообщают в журнале Слушания Национальной академии наук (PNAS).

«Теперь мы можем отслеживать, куда попадает вирус в моделях на животных», – сказал вирусолог Луис Мартинес-Собридо, доктор философии, профессор Texas Biomed и старший автор статьи. «Возможность увидеть, как вирус прогрессирует, и на какие органы и типы клеток он нацелен, будет большим подспорьем для понимания вируса и оптимизации противовирусных препаратов и вакцин».

В дополнение к отслеживанию вируса Мартинес-Собридо и его сотрудники уже начали использовать репортерные вирусы для проверки того, насколько хорошо нейтрализующие действуют против различных вызывающих озабоченность вариантов, как недавно сообщалось в Журнал вирусологии.

Включая свет


Чтобы создать репортерный вирус, Мартинес-Собридо и его команда объединили несколько передовых инструментов молекулярной биологии, чтобы добавить генетическую последовательность флуоресцентных или биолюминесцентных «репортерных» белков в генетический код вируса. Поскольку код вируса копируется и транскрибируется, то же самое происходит и с кодом светящихся белков.

В более раннем исследовании команда заменила один из генов вируса светящихся белков, но это привело к очень слабому сигналу – ген не был экспрессирован в достаточной степени, чтобы его можно было легко обнаружить у животных. Чтобы увеличить яркость, исследователи должны были выяснить, как заставить вирус производить большее количество репортерных белков.

Их решение: они вставили репортерный ген рядом с другим в SARS-CoV-2, в частности, геном, кодирующим нуклеокапсида. «Это наиболее экспрессируемый белок в SARS-CoV-2», – сказал молекулярный биолог Ченджин Е, доктор философии, сотрудник лаборатории Мартинеса-Собридо. На этот раз сигнал был настолько ярким, что «он почти ослепил меня, когда я посмотрел в люминесцентный микроскоп», – сказал он.

Более быстрые экраны

Репортерные белки работают в клетках и моделях живых животных в сочетании с системами визуализации, которые определяют длины волн света, излучаемого белками. Возможность визуально наблюдать вирусную нагрузку и местоположение дает много преимуществ по сравнению с другими методами. Это намного проще и быстрее, экономя время и материалы.