Health

Zijn deze goudhamsters een sleutel om de Covid lange tijd te kraken?

NIETEW YORK – Eind 2020 heeft Justin Frere, een nerveuze MD/Ph.D. student van top tot teen gekleed in witte Tyvek, nam een ​​doorzichtige pipet, reikte methodisch in de kooien van 30 nietsvermoedende, verdoofde hamsters en druppelde 1.000 besmettelijke coronavirusdeeltjes in elk van hun neusgaten.

Toen wachtte hij. Dagen voor sommigen. Een hele maand voor de anderen.

Wachten was essentieel. Zijn doel was om een ​​hulpmiddel te creëren waarvan experts zeggen dat het de sleutel zal zijn tot het begrijpen en misschien ooit effectief behandelen van de lange Covid, de slopende en nog steeds slecht begrepen constellatie van symptomen die veel Covid-19-patiënten plaagt lang na het einde van hun eerste infectie .

reclame

Frere en zijn adviseur, viroloog Benjamin tenOever van de New York University, probeerden een van de eerste diermodellen te maken voor de lange Covid. Ze rapporteerden deze week de eerste resultaten van het experiment Wetenschap Translationele geneeskunde, wat aantoont dat hamsters sommige symptomen en moleculaire veranderingen die bij mensen worden waargenomen nabootsen en wijst op verschillende plausibele verklaringen voor de ziekte.

Als verder onderzoek de bevindingen bevestigt, kunnen deze hamsters en verschillende andere groepen dieren uit andere laboratoria wetenschappers in staat stellen om de fundamentele biologie van de mysterieuze ziekte te onderzoeken, door het soort analyses uit te voeren dat je nooit zou kunnen doen bij de man. Ze kunnen zelfs academici en bedrijven toestaan ​​om therapieën te screenen voordat ze op mensen worden getest, een cruciale stap in het opbouwen van wat een steriel therapeutisch arsenaal blijft.

reclame

“We hebben dringend nieuwe wegen nodig naar kennis die diagnostiek en therapieën voor deze aandoening kunnen ondersteunen”, zei Harlan Krumholz, een cardioloog van Yale die al lange tijd met Covid-patiënten heeft gewerkt en niet bij het werk betrokken is geweest, in een e-mail. “Elke mogelijke doorbraak, vooral de ontwikkeling van een diermodel, is welkom.”

TenOever staat niet alleen. In december meldde een Yale-lab: testen twee mogelijke therapieën in een muismodel. De maand daarop presenteerden wetenschappers van Stanford en Yale een muismodel dat de hersenmist laat zien van zowel lange Covid- als kankerpatiënten op chemotherapie leven. Stanley Perlman, een coronavirus-expert aan de Universiteit van Iowa, vertelde STAT dat hij aan zijn eigen model werkte, waarbij hij een versie van het coronavirus gebruikte die was aangepast om muizen te infecteren.

Elk van deze modellen heeft verschillende voor- en nadelen – Yale-muizen moesten bijvoorbeeld eerst een soort gentherapie krijgen voordat ze werden geïnfecteerd met SARS-CoV-2, wat de resultaten zou kunnen vertekenen – maar experts zeggen dat de wereld uiteindelijk meerdere diermodellen voor lange Covid.

Dit komt omdat lang Covid waarschijnlijk niet één aandoening is, maar een overkoepelende term voor meerdere afzonderlijke aandoeningen.

“We geloven dat ons model enkele aspecten van de menselijke lange Covid recapituleert, maar ik zou niet zeggen dat het de lange Covid perfect modelleert”, zei Akiko Iwasaki, een Yale-immunoloog die hielp bij het maken van het model, in een e-mail Stanford-Yale. “Lang Covid is een zeer heterogene ziekte. Er zijn waarschijnlijk vier of vijf afzonderlijke piloten. En, zei ze: “We hebben meerdere modellen nodig die elk een weerspiegeling zijn.”

Op dit moment is het simpele feit dat onderzoekers enkele van de symptomen van langdurige Covid in het laboratorium kunnen recreëren echter belangrijk, aangezien onderzoekers blijven debatteren over de oorzaak van de ziekte, zei David Putrino, revalidatiespecialist bij Mt. Sinai Health System die heeft gewerkt met lange Covid-patiënten.

“Alleen al het uitspreken van de woorden ‘diermodel van lange Covid’ ontploft echt die beweringen die bedoeld zijn om lange Covid te psychologiseren of mensen te vertellen dat het gewoon stress of angst is,” zei Putrino. , die heeft bijgedragen aan het werk van Yale.

Aan het begin van de pandemie gebruikte tenOever de hamsters in zijn Biosafety Level 3-lab – oorspronkelijk gebouwd voor grieponderzoek – om het verloop van de toen nieuwe infectie te begrijpen en mogelijk te screenen op medicijnen., op verzoek van de Amerikaanse regering. Maar eind 2020 maakte de komst van mRNA-vaccins dergelijke onderzoeken minder urgent, terwijl de belangenbehartiging van patiënten rond de lange Covid-periode borrelde en de aandacht van onderzoekers trok.

TenOever besloot dat hun hamsters ook een goed model konden zijn voor de langdurige aandoening. Ze hadden al een acute infectie bij mensen nagebootst, waarschijnlijk omdat ze een vergelijkbaar type en dezelfde niveaus van ACE2 hebben, het eiwit dat het coronavirus gebruikt om zich in cellen in te bedden.

“Waar we ook kijken, wat we ook doen met onze hamsters, het is altijd gefenocopieerd bij mensen,” zei hij. “Misschien vind je iets interessants in de hamsters en krijg je dan een menselijk biopsiemonster dat daarmee overeenkomt en nog steeds wordt bewaard.”

Dit betekende dat zijn team niet hoefde te doen wat Perlman en Iwasaki deden en het virus of de muis voor het model aan te passen. Ze kunnen de hamsters gewoon besmetten en kijken wat er gebeurt.

Naast het infecteren van 30 hamsters met Covid, gaf Frere niets aan nog eens 30 hamsters en besmette hij nog eens 30 hamsters met het virus van de varkensgrieppandemie van 2009. In theorie zouden de tweelingcontroles onderzoekers in staat stellen te bepalen welke veranderingen het gevolg waren van elk infectie en welke veranderingen uniek waren voor het coronavirus.

In eerste instantie waren enkele verschillen duidelijk: Covid-hamsters die na drie dagen werden onderzocht, verloren hun reukvermogen, in tegenstelling tot hamsters met griep of niet-geïnfecteerde. Onderzoekers toonden dit aan door hamsters in een nieuwe kooi te plaatsen met begraven Cocoa Krispies.

Griep en niet-geïnfecteerde hamsters groeven de lekkernijen op. Coronavirus-hamsters zouden “een beetje afdwalen en zeggen: waarom ben ik hier?” zegt broer.

Er waren echter veel overeenkomsten. Het coronavirus en de griep veroorzaakten ontstekingen in de longen en in het hele lichaam, hoewel de impact van het coronavirus ernstiger was.

En in de loop van de tijd zijn de verschillen kleiner geworden. De coronavirushamsters die op dag 31 werden onderzocht – het moment waarop symptomen kunnen worden beschreven als lang Covid – konden ongeveer net zo gemakkelijk ruiken als de andere twee groepen. Geen van de hamsters had virussen. De ontsteking in een groot deel van het lichaam was ook verdwenen, hoewel er enkele littekens waren.

Op één ding na: de bulbus olfactorius, een massa vingervlokjes aardappelachtige cellen achter de neus die reuksignalen doorgeeft aan de hersenen, bleef zelfs een maand later ontstoken.

“Dit is de enige plaats waar SARS-CoV-2 verschilt van je gemiddelde reactie op infectie”, zei tenOever.

Hoewel de bulbus olfactorius niet betrokken is bij cognitieve functies, kan de ontsteking dieper in de hersenen uitstralen, zegt tenOever. Zijn groep werkte samen met een neurologisch laboratorium en toonde aan dat veel van de neuronen in deze hamsters nog steeds genen tot expressie brengen die verband houden met de antivirale respons van het lichaam.

Vervolgens onderzochten ze de lijken van patiënten die Covid-19 hadden opgelopen en veel later stierven door niet-gerelateerde oorzaken, zoals een auto-ongeluk. Hun hersenen vertoonden een vergelijkbaar expressieprofiel.

“Ze hadden ook al hun antivirale middelen, ook al was daar geen virus”, zegt tenOever.

Dit wees op enkele mogelijke verklaringen voor de lange Covid, evenals op mogelijke therapieën.

Het is duidelijk, zei tenOever, dat er een overdreven krachtige ontstekingsreactie tegen het virus is, misschien omdat coronavirussen een stabielere en langdurigere genetische code hebben dan de griep. Hoewel het lichaam het uiteindelijk elimineert, kunnen de neuronen permanent opnieuw worden bedraad.

Er kunnen ook overblijfselen zijn van RNA of andere soorten viraal afval, inclusief zombie-achtige deeltjes genaamd defecte virale genomen – de bron van deze ontsteking, hoewel de onderzoekers er geen hebben gevonden.

Hoe dan ook, je zou Paxlovid, het zeer effectieve antivirale middel van Pfizer, kunnen testen om het virus te verwijderen bij pas geïnfecteerde patiënten en langdurige ontstekingen te voorkomen, of om potentieel virusafval te verwijderen bij patiënten die al langdurig aan Covid lijden.

“Het is gewoon een voor de hand liggende keuze, omdat het zo’n geweldig medicijn is”, zegt Ryan Langlois, een immunoloog aan de Universiteit van Minnesota die niet bij het werk betrokken was.

U kunt ook medicijnen testen zoals steroïden die ontstekingen verminderen of de immuunrespons volledig resetten. Net als de groep van Iwasaki stelde tenOever een behandeling voor die de microglia van de patiënt, de beschermende cellen van de hersenen, elimineert.

Het werk heeft indruk gemaakt op sommige artsen die specialisten zijn geworden in de lange Covid. “Dit model moet zorgvuldig worden overwogen”, Claire Stevezei een clinicus van King’s College London in een e-mail.

Er zijn echter belangrijke beperkingen. Zo gebruikten de onderzoekers alleen de originele coronavirusstam en niet de varianten die nu circuleren, al wijst tenOever erop dat de experimenten ruim een ​​jaar geleden begonnen en dat veel Covid-patiënten al lang besmet zijn met het originele virus. Ze waren ook niet echt in staat om de meeste symptomen na te bootsen die bij patiënten werden gezien.

Ze kwamen het dichtst in de buurt bij een test waarbij je knikkers in de kooien stopte. Gestresste of angstige hamsters zullen de knikkers onmiddellijk begraven. Inderdaad, de lange Covids deden dat, maar niet in een aanzienlijk hoger tempo dan de griep of de niet-geïnfecteerden.

“Hamsters lopen niet rond met hersenmist, hartproblemen of het ontwikkelen van diabetes”, zegt Perlman, de coronavirusexpert van de Universiteit van Iowa. “Niets geweldig moment.”

Frere zei dat ze deze beperking erkennen. Naast het testen van behandelingen, hopen ze, als ze financiering kunnen krijgen, ook modellen te maken van hamsters met reeds bestaande aandoeningen zoals hartaandoeningen of diabetes om te zien of ze het lange volledige spectrum van Covid beter kunnen laten zien. De huidige onderzoeken hadden alleen betrekking op gezonde jonge hamsters.

Ze hopen ook andere gissingen over de al lang bestaande oorsprong van Covid te testen, waaronder een hypothese – vaag gesuggereerd in de gegevens – dat het virus, door bepaalde cellen in de neus te doden, de balans van het microbioom van een patiënt kan veranderen.

Voor dit alles is echter financiering nodig. En hamsters in een opvangcentrum op hoog niveau zijn niet goedkoop.

“Deze experimenten kosten ongeveer $ 50.000,” zei tenOever, verwijzend naar behandelingsstudies. “Het is geen triviaal bedrag.”

About the author

samoda

Leave a Comment