2021 年 XNUMX 月、SCIREQ は、主要な前臨床感染症研究者とのバーチャル パネル ディスカッションを主催することができました。 COVID-19 の前臨床モデル。
2020 年の初め以来、SARS-CoV-2 感染の伝播、臨床症状、および病因を理解することを目的とした重要な研究努力が行われてきました。 関連性のある特定において多くの進歩がありました ビトロ (NAIST) と インビボの ワクチン開発と治療介入のためのこの疾患のモデリング。
以下の専門家がさまざまな COVID-19 動物モデルの長所と短所を掘り下げているため、パネル ディスカッションで学んだことのハイライトをいくつか紹介します。
動物モデルは、COVID-19 の病態生理学の一部を再現するのに非常に役立ちましたが、患者に見られる多くの臨床的特徴をこれらの前臨床モデルで再現することは困難でした。
凝固障害 ヒトの臨床疾患の大きな要素であり、動物モデルでの再現が困難だった COVID-19 の主な特徴の 19 つです。 動物モデルのいずれかが疾患のその側面にどれだけうまく取り組み、模倣しているかは不明であり、肺機能障害の一部が凝固障害に続発するのではなく、その逆である可能性があります. ウイルス性出血熱は、ベイリー博士の主な研究対象の XNUMX つであり、現在、そのプロセスがどのように機能するかについてはほとんどわかっていません。 COVID-XNUMX で見られる凝固障害は、たとえばエボラ出血熱などの他の疾患とは異なります。また、マウスの凝固カスケードにいくつかの変化があり、凝固障害の発症に対して非常に抵抗力があるという追加の問題があります。 そのため、マウスでそれを研究することは難しくなり、それが私たちがそれをあまり理解していない理由のXNUMXつです.
危険因子 (NAIST) と 併存疾患 重度の COVID-19 を発症したヒトの特徴は、動物モデルで再現するのが非常に複雑であるため、別の大きな課題です。 何十年にもわたる不健康なライフスタイルと老化をマウスモデルで再現するにはどうすればよいでしょうか?
高齢者が重篤な疾患にかかりやすい理由が理解されるまで、研究は困難です. マウスモデルの必要性は、それを使用して、ウイルスの何らかの突然変異が若い人でより感受性が高くなる可能性を予測できるようにすることであり、これはヒト集団とマウスでの研究に深刻な影響を与える. ヒトでなぜそれが起こっているのかというこのメカニズムを理解することで、研究者はそのためのマウスモデルを開発し、40 年にわたる危険因子を複製するという課題を回避することができます。
COVID-19 の背後にあるメカニズムは多因子であることをすべてが示しており、前臨床モデルで再現することは困難です。 したがって、根底にあるメカニズムを理解することが重要です。 最後に、科学者は、モデル化しようとしているのは間違ったリスク要因である可能性があることを常に心に留めておく必要があります.
高齢の患者は重度の COVID-19 のリスクが高い集団の 2 つであり、マウス適応ウイルスとヒト化 ACE18 k3 マウスを使用した研究では、疾患の重症度と死亡率に明らかに年齢と性別に依存する要因が示されています。 しかし、老化研究のためにベンダーから老化したマウスを入手するのは簡単なことではありません。 たとえば、生後 4 ～ 6 か月のマウスは、生後 8 ～ XNUMX か月のマウスよりもはるかに簡単に入手できます。 研究者が比較的若い系統を購入することを選択した場合、これらのマウスを老化させるタイムマシンはなく、唯一の選択肢は待つことです.
研究者は、高齢化研究に対する政府の資金提供を増やすべきだと考えています。 老齢マウスの繁殖に投資するために、連邦政府からより多くの投資が必要です。 現在、NIH に在庫がありますが、入手は困難です。 約 1,5 歳の老齢マウスもジャクソン研究所から購入できますが、「老化研究」、これらはまだ中年後期と見なされます。
動物モデルで COVID-19 の病態生理学を研究することは、確かに簡単な作業ではありません。 課題はありますが、前臨床モデルにはまだ有用性があり、次のような対策の前臨床試験に関して多くの可能性があります。 ワクチン (NAIST) と 抗ウイルス剤。
生理学に飛び込むとき、研究者は次のことを注意深く考えなければなりません。 host それ自体とは何ですか 質問 彼らは、モデルがこれらに対処するのに適したシステムであることを確認するように求めます。 質問とシステムは、研究が有意義であることを確認するために調整する必要があります。 現在利用可能なさまざまな動物モデルにもかかわらず、最も重要な問題の多くはまだ解決されていません。
最終的に、動物モデルの有用性は、質問の内容と計画の内容によって異なります。 ヒトに典型的ではない脳感染も含めて、進行性疾患を加速させたモデルにおけるワクチンや抗ウイルス薬の設定で、XNUMX週間かかる実験でその感染を止める抗ウイルス薬やワクチンを使用できれば、非常に具体的な一連の質問に対処するための優れたモデルであり続けます。 動物モデルは、人間の病気で起こることを完全に再現するわけではありませんが、合理的な時間枠でいくつかのことを教えてくれます.
モデルは完璧ではなく、人間の病気のコピーではありません。 現在の最良の軽症モデルは、最悪の COVID-19 患者に見られる致命的な進行性疾患を再現するものではありませんが、これらは進化と改良の期間を経ています。
ブレインフォグやCOVIDのつま先など、比較的まれであり、動物モデルで測定するのも容易ではない多くの患者報告の症状を含め、人間に特有のように見える病気が非常に多くあります. この場合、臨床研究は依然として非常に価値があり、動物モデルでは解決できない問題に対処するのに役立ちます。
マウス適応ウイルス いくつかのグループの仕事のおかげで現在利用可能であり、特定の質問に答えるために遺伝子組み換え動物モデルを調べることが可能になっています. マウスに適応したウイルスでは、マウスは脳に感染することはありませんが、非常に加速された病気の経過があります.ウイルスの複製は1日目から2日目に肺でピークに達し、7日目までに動物は瀕死になります. これは人間には見られず、これらの特定のマウス モデルに組み込まれた制限の一例です。
しかしながら、 マウス適応ウイルス 多くの可能性を秘めており、人気が高まるにつれて、併存疾患をさらに研究するのに役立つでしょう. k18マウスを老化させたり、糖尿病/肥満にしたりするよりも、糖尿病のノックアウトマウスをマウスに適応させたウイルスに感染させる方が、実際的な観点からは簡単です。 これらのマウスに適応したウイルスは、特定の遺伝子の役割を研究するのに役立ちます。研究者は、k18 マウスと交配することなくノックアウト マウス系統に感染できるからです。
これらの現在のモデルは完璧ではありませんが、昨年利用可能だったものと比較すると、すでにはるかに優れていることを覚えておくことも重要です. 肥満やその他の慢性炎症性疾患のモデルを研究するかどうかにかかわらず、科学者は、 制限 特定のアプリケーション モデルが最適です。
COVID-19 の出現以来、ウイルスの突然変異に続く新しい亜種は確かに注目と恐怖の問題でした。 しかし、ワクチン接種が世界中で展開されているため、臨床試験やその他の研究のために募集する患者が残っていないと主張する人もいます. 研究者は、MERS や SARV-CoV のような以前の出来事が繰り返されることを恐れています。ウイルスはもはや社会の関心事ではなくなったため、研究はゆっくりと死んでいきました。 ただし、科学者によると、これらの変異体は研究を存続させるのに役立ちます。証拠によると、これらの変異体が出現すると、ある時点でワクチンの有効性と保護が失われ、最終的には 3 ～ 4 年ごとに新しいワクチンが展開される可能性があります。
昨年の初めには、予備データはまだ必須ではなく、助成金審査担当者は主に提出の背後にあるアイデアに注目していました。 状況は進化し、レビュアーは COVID-19 の予備データを持っていない人々を容赦しません。 以下は、COVID-19 研究への参加を検討しているパネリストからのアドバイスです。
最終的なアドバイスと一般的なコンセンサスは次のとおりです。 BSL3 にアクセスできない場合は、アクセスできる協力者を見つけてください。
ポール・マクレー – アイオワ大学
McCray 博士の研究対象には、気道上皮細胞生物学、COPD の病因と治療、気道表面での宿主と病原体の相互作用、細菌およびウイルス性呼吸器病原体への応答が含まれます。 McCray 博士の研究について詳しく知る こちら.
ウェイン・ミツナー – ジョンズ・ホプキンス大学
Mitzner 博士の主な研究対象には、生理学的肺機能の構造的基礎と、病理学的状況と環境曝露が肺機能と構造をどのように変化させるかが含まれます。 ミツナー研究室についてもっと知る こちら.
アダム・ベイリー –セントのワシントン大学。 ルイス
ベイリー博士の研究室は、ウイルス性疾患の病態生理学を研究し、ワクチンと新しい治療法の有効性を評価するための動物モデルを開発することにより、感染症の研究を促進することに重点を置いています。 ベイリー博士についてもっと知る こちら.
イアン・デイビス – オハイオ州立大学
デイビス博士の研究は、肺ウイルス感染症の病態生理学的影響に焦点を当てています。より具体的には、この研究グループは、インフルエンザ誘発性ARDSのマウスモデルにおいて、インフルエンザA型ウイルス感染が肺胞上皮細胞の機能に及ぼす影響を研究しています。
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