RAPORT

KORONAWIRUS: MAPY, STATYSTYKI, PORADY

COVID-19 - o myszach i ludziach

Nauka poczyniła ostatnio nietuzinkowe postępy(fot. Andrew Theodorakis/Getty Images)
Nauka poczyniła ostatnio nietuzinkowe postępy(fot. Andrew Theodorakis/Getty Images)

W świecie naznaczonym koronawirusem mamy nadal dwa podstawowe zagadnienia do rozwiązania. Po pierwsze – zrozumieć, jak mutuje SARS-CoV-2 i po drugie – znaleźć sposoby szybkiego typowania leków zdolnych pomóc pacjentom najbardziej narażonym na śmierć w wyniku infekcji. I w obu tych tematach nauka poczyniła ostatnio nietuzinkowe postępy.

Wirus może nas zaskoczyć, ale też nie dajmy się zwariować

Doniesienia naukowe w dobie COVID-19, zwłaszcza te jeszcze niezrecenzowane, wymagają od nas wiele ostrożności. Bardzo łatwo o kolejne „burze...

zobacz więcej

Pewna skonstruowana w laboratorium mysz pomoże wytypować leki niwelujące burzę cytokinową w przebiegu COVID-19, zaś pewien pacjent, który był zakażony koronawirusem przez – bagatela! – 158 dni, rzuca światło na meandry przebiegu mutacji Sars-CoV-2.

Zacznijmy od myszy – zwłaszcza że jest ona „humanizowana”, czyli ma w sobie coś ludzkiego, a to za sprawą posiadania ludzkich komórek jednojądrzastych krwi obwodowej (PBMC), o czym nas zapewnia na łamach niedawnego wydania „Nature” James Keck, dyrektor ds. innowacji i rozwoju produktów w Jackson Laboratory. Jest on jednym z 2,1 tys. pracowników tej niezależnej badawczej instytucji biomedycznej typu non-profit, funkcjonującej w trzech amerykańskich lokalizacjach: w Bar Harbor w stanie Maine, Sacramento w Kalifornii oraz w instytucie medycyny genomowej w Farmington w stanie Connecticut. Instytucja ta jest Centrum Onkologii wyznaczonym przez National Cancer Institute i ma centra doskonałości NIH w zakresie starzenia się i genetyki systemowej. Na całym świecie jest jednak najbardziej znana z bycia tzw. muzeum myszy.

Strategia szczepień oparta na faktach

Żyjemy w świecie głębokiej specjalizacji. Zwłaszcza w nauce. Bywa to źródłem wielkich osiągnięć, bo „jak coś jest do wszystkiego to jest do...

zobacz więcej

A to dlatego, że jest źródłem ponad 8 tys. szczepów genetycznie zdefiniowanych myszy, jest domem dla bazy danych Mouse Genome Informatics i magazynuje myszy transgeniczne uzyskane gdzie indziej, najczęściej w formie ich zamrożonej w -80 st. spermy.

Gdyby nie Jackson Laboratory, dopiero teraz, a nie osiem miesięcy temu, mielibyśmy w rekach transgeniczną mysz z ludzkim wariantem genu ACE2, kodującym receptor dla SARS-CoV-2. Czyli mysz, która będzie dała się zakażać tym wirusem, jak człowiek. Zwykłe myszy laboratoryjne bowiem są bardzo złym modelem dla badania tej choroby, o czym nieco szerzej pisałam tu.

Zrobienie takiej myszy trwa co najmniej pół roku, ale na szczęście, gdy alert po SARS wygasł był kilkanaście lat temu, stosowną spermę wysłano do zamrożenia w Jackson Laboratory. I było co szybko „przywrócić do życia”, gdy w tydzień po ogłoszeniu pandemii 10 tys. różnych laboratoriów wysłało do „muzeum myszy” prośbę o przysłanie tego właśnie zwierzątka.

Tym razem, aby opracować model „burzy cytokin”, Keck i jego zespół wykorzystali trzy różne szczepy myszy z niedoborem odporności i wszczepili im wspomniane wyżej komórki krwi od 10 zdrowych ludzkich dawców. Owych myszy użyto następnie do porównania odpowiedzi cytokinowej na podane im trzy różne immunoterapie, o których wiadomo, że stymulują uwalnianie cytokin.

Lecznicze żachwy i inne ciekawostki z frontu poszukiwań leków przeciw COVID-19

Czasami myślenie „na zewnątrz pudełka” otwiera nowe szanse, a przynajmniej przynosi nadzieję. Profilaktyka jest zawsze tańsza „w ludziach i...

zobacz więcej

Problemem z immunoterapiami – stosowanymi dziś coraz bardziej masowo np. w onkologii czy chorobach reumatycznych – jest fakt, że ciężko przewidzieć, czy podany immunolek nie wywoła właśnie burzy cytokin i zaszkodzi pacjentowi, zamiast pomóc. Dziś jakiemuś szacowaniu tego zjawiska służą metody in vitro (wobec komórek pacjenta w hodowli komórkowej), ale jak wynika z badań w Jackson, metoda ta znacznie mniej jest doskonała od modelowej myszy z ludzkimi komórkami PBMC.

Co ciekawe, mimo, że wszyscy dawcy tych komórek dla myszy byli zdrowi i normalni, wszyscy de facto reagowali inaczej na tę samą terapię – i to korelowało doskonale z wynikami uzyskanymi dla „reprezentujących” ich myszy. „Znajomość zmienności indywidualnej jest bardzo ważna, ponieważ zmienność tę często obserwuje się w klinice” – wyjaśnił na łamach „Nature” dr Keck.

Zobacz także: Mleko ozdrowieńców – nowy pomysł na terapię COVID-19? 

Dziś stworzona w ten sposób „platforma”, czyli stosowna hodowla myszy na żądanie, pozwala na szeroko zakrojone przesiewowe badania przedkliniczne immunoterapii. Platforma jednak i usługa proponowana przez Jackson Laboratory mogą również pomóc naukowcom w ocenie leków hamujących zespół uwalniania cytokin u pacjentów z ciężkim COVID-19.

Pomoc dla naukowców w ocenie leków


Wiele z tych samych cytokin indukowanych w naszych modelach występuje również u pacjentów z COVID-19” - mówi Keck. „Da się użyć zatem tego modelu, aby pomóc naukowcom w badaniach przesiewowych pod kątem leków hamujących zespół uwalniania cytokin, które, miejmy nadzieję, kiedyś trafią do kliniki”.

Kolejna burza w fiolce ze szczepionką

Nie minęła jeszcze całkiem fala fejków, przekłamań i „opowieści dziwnej treści” w kwestii szczepionek przeciw COVID-19 bazujących na technologii...

zobacz więcej

Ludzie na co dzień nieparający się nauką mogą nie zdawać sobie sprawy, że istnienie tzw. międzynarodowej społeczności uczonych przejawia się właśnie w takich miejscach jak Jackson Laboratory bardziej niż gdzie indziej. Każdy, kto pracuje nad jakimś zagadnieniem i potrzebuje stosownego modelu (w wypadku nauk przyrodniczych i medycznych to są konkretne naturalne lub transgeniczne wirusy, bakterie, komórki rożnych organizmów, nicienie, muszki owocowe, rybki Danio pręgowany czy wreszcie myszy i szczury laboratoryjne), nie muszą ich „robić” od podstaw czy utrzymywać w wielu wariantach latami, co jest niezmiernie kosztowne. Dzięki gigantycznym nierzadko nakładom naukowych potęg tego świata, miejsca przechowujące tego typu kolekcje powstają i są na stałe utrzymywane, dając dostęp uczonym z całego świata do swoich zasobów.

Kwestia mutacji SARS-CoV-2 jest kolejną spędzającą sen z oczu uczonych, producentów szczepionek i rządzących. Jednak dzięki wnikliwej obserwacji meandrów mutowania pandemicznego koronawirusa w jednym tylko pacjencie, być może wiemy, a co za tym idzie, rozumiemy w tej sprawie dziś znacznie więcej.

Nowy mutant koronawirusa. Co wiemy, a czego nie o SARS-CoV-2 (VOC) 202012/01

Już sama jego nazwa zwraca uwagę i ma to robić – to przecież „variant of concern” (VOC). W licznych, zwłaszcza wielkomiejskich rejonach...

zobacz więcej

Mutacja charakterystyczna dla tzw. wariantu brytyjskiego i wariantu RPA koronawirusa, określana N501Y, umożliwia znacznie ściślejsze, a zatem efektywniejsze wiązanie się białka Spike wirusa z jego receptorem, wspomnianym wyżej ludzkim białkiem ACE2. Mutacja jednak nie pojawiła się dopiero w listopadzie w ośmiomilionowym Londynie, a już na wiosnę w Brigham and Women's Hospital w Bostonie (USA).

Został tam przyjęty 45-letni pacjent z ciężką chorobą autoimmunologiczną, a zatem na leczeniu immunosupresyjnym, który zapadł na COVID-19 i nie mógł z oczywistych względów zwalczyć infekcji. Przez chwilę czuł się lepiej, a potem wirus zaczął kontratakować.

Ostatecznie trafił na oddział intensywnej terapii. Zmarł pięć miesięcy po wstępnej diagnozie zakażenia.

Podczas infekcji tego mężczyzny lekarze co kilka tygodni wyodrębniali trapiącego go non-stop koronawirusa z jego organizmu i sekwencjonowali cały genom wirusa. Sekwencje pokazały, że wirus w tym pojedynczym pacjencie zmienia się bardzo szybko – uzyskał ostatecznie ponad 20 mutacji.

W tym jednym pacjencie zaobserwowano tempo mutacji najszybsze z wszystkich obserwowanych dotąd makroskopowo podczas całej pandemii. Pacjent był np. leczony także eksperymentalnymi przeciwciałami monoklonalnymi firmy Regeneron, które u innych chorych działały cuda, a lekarze widzieli, jak dosłownie mutant im przed tą terapią ucieka. Czyli w wirusie powstają kolejne mutacje uniemożliwiające rozpoznanie przez lecznicze przeciwciało i neutralizację.

Na Zachodzie bez zmian, czyli wieści z frontu wojny z COVID-19

Nadal mamy tylko jedną broń – szczepionkę. Nie obywa się bez problemów z aprowizacją. Uczeni tymczasem badają zjawisko niezwykle rzadkich,...

zobacz więcej

Przypomina to do złudzenia wyścig Czerwonej Królowej z Alicją w słynnej powieści dla dzieci Lewisa Carolla. „Trzeba bardzo szybko biec, aby stać w miejscu” – wyjaśniała Królowa. My stosujemy kolejne leki i jeśli układ odporności pacjenta jest wyłączony, wirus będzie miał szansę uciekać tym lekom, nawet najbardziej wyszukanym. Podobnie szczepionkom.

Zobacz także: Nowe leki przeciw COVID-19 

Lekarze z Bostonu opublikowali swoje odkrycia w „The New England Journal of Medicine” na początku listopada 2020 r., ale nikt nie zwrócił na nie uwagi, dopóki kilka tygodni później nie pojawił się wywołujący paraliż systemu kontroli i leczenia COVID-19 na Wyspach tzw. wariant brytyjski. Nie, nie toczka w toczkę identyczny z tym z Bostonu, ale podobny do niego w kilku kluczowych punktach, w tym mający wspomnianą wyżej mutację N501Y, o której wiadomo, że pomaga wirusowi mocniej wiązać się z komórkami ludzkimi.

A także mutację oznaczaną E484K, o której wiadomo, że pomaga wirusowi uniknąć wykrycia przez przeciwciała terapeutyczne. Kilka innych zespołów zgłosiło od listopada podobne przypadki, w których wirus szybko ewoluował wewnątrz osoby z obniżoną odpornością z przewlekłą infekcją koronawirusem. Powstające mutacje to jakby ewolucja globalna wirusa w pojedynczej ludzkiej probówce.

Koronawirus sprawia, że atakujemy samych siebie

To już dziś wiedza powszechna, że nasz układ odporności reaguje nietypowo na nowego pandemicznego koronawirusa u 20 proc. ludzi, którzy przechodzą...

zobacz więcej

Najważniejsze, abyśmy zrozumieli z tej przedziwnej historii infekcji SARS-CoV-2, która trwała od detekcji do zgonu 158 dni, to fakt, że wirusy nie mutują w powietrzu, tylko w konkretnych zakażonych ludziach. Prawdopodobnie częściej w tych, których zakażenia trwają dłużej (bo np. są na terapii immunosupresyjnej), ale niekoniecznie.

Wirusy nie mutują w powietrzu, tylko w ludziach


To my, nie dbając o siebie i innych i narażając się na zakażenie, doprowadziliśmy do rozbujania się tej pandemii. A gdy pandemii się już nie da kontrolować, wirus ma nie tylko coraz większą szansę zabijać coraz liczniejsze ofiary, ale też pojawiać się będzie coraz więcej mutantów – uciekających lekom i szczepionkom oraz niewidzialnych dla testów diagnostycznych lub/i coraz bardziej zakaźnych.

Wirusy bowiem – powtórzę to raz jeszcze – nie mutują w powietrzu, tylko w ludziach, w ich komórkach – czyli tam, gdzie się namnażają.

źródło:
Zobacz więcej