Исследователи изучили первые стволовые клетки от вида летучих мышей — носителя SARS-CoV-2
Исследователи из Медицинской школы Икан на горе Синай создали первые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSCs) от летучих мышей, получив ценные данные о тесной связи между рукокрылыми и вирусами. Эта работа открывает путь к изучению того, как вирусы, подобные SARS-CoV-2, выживают, распространяются и уклоняются от иммунной системы через молекулярные адаптации к новым хозяевам.
Результаты команды, опубликованные 21 февраля в журнале Cell, также могут пролить свет на уникальные свойства летучих мышей, лежащие в основе их замечательной защиты от старения и рака.
«Наше исследование предполагает, что летучие мыши эволюционно развили механизмы для переносимости большого количества вирусных последовательностей, и их связь с вирусами может быть более тесной, чем считалось ранее», — говорит старший автор Томас Цвака, профессор клеточной, эволюционной и регенеративной биологии в Икан Маунт Синай.
«Это приобретает новую актуальность, учитывая, что многие виды летучих мышей демонстрируют толерантность и выживаемость при вирусах, которые имеют высокий уровень смертности у людей, включая SARS-CoV, SARS-CoV-2, MERS-CoV и Марбург. Причиной может быть модуляция их врожденного иммунного ответа, что делает их бессимптомными и толерантными хозяевами вирусов».
Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки создаются путем генетического и химического перепрограммирования клеток кожи или крови в стволовые клетки новорожденного типа, способные стать любой клеткой организма.
До сих пор не существовало надежных клеточных моделей для изучения биологии летучих мышей или их реакции на вирусные инфекции, что препятствовало более глубокому пониманию их геномных адаптаций. Команда Маунт Синай помогает заполнить этот пробел, создав iPSCs от дикой большой подковоносой летучей мыши (Rhinolophus ferrumequinum) — наиболее распространенного бессимптомного носителя коронавирусов, включая вирусы, близкородственные SARS-CoV-2.
«Сравнение iPSCs летучих мышей с клетками других млекопитающих позволило нам обнаружить уникальную биологию стволовых клеток, никогда ранее не наблюдавшуюся», — отмечает соавтор Адольфо Гарсия-Састре, профессор медицины и директор Института глобального здравоохранения и новых патогенов в Икан Маунт Синай.
«Самым необычным открытием стало присутствие в стволовых клетках летучих мышей крупных везикул, заполненных вирусами, представляющими основные семейства вирусов, включая коронавирусы, без ущерба для способности клеток к пролиферации и росту. Это может указывать на новую парадигму толерантности к вирусам, а также на симбиотические отношения между летучими мышами и вирусами».
Исследователи полагают, что созданная ими модель стволовых клеток летучих мышей станет исключительным инструментом для научного сообщества. Первый автор исследования, Марион Дежозе, доцент кафедры клеточной, эволюционной и регенеративной биологии, указывает, что «плюрипотентные стволовые клетки обладают уникальной способностью неограниченно делиться в культуре и превращаться в иммунные клетки и ткани (например, эпителий легких или кишечника), что делает их удобными для генного редактирования и молекулярных исследований».
Эта работа, в свою очередь, может помочь ответить на важные вопросы: как летучие мыши переносят вирусные инфекции и имитируют ли они генетически тактики, используемые вирусами для уклонения от иммунной системы, создавая тем самым благоприятную почву для производства вирусов. Дополнительный вопрос, на который помогает ответить исследование, — служат ли вирусы полностью компетентными агентами и редакторами биологии хозяина, делая их богатыми источниками эволюционных инструкций.
«Будущие исследования стволовых клеток летучих мышей напрямую повлияют на все аспекты нашего понимания их биологии, включая удивительные адаптации к полету, способность находить удаленные или невидимые объекты с помощью эхолокации, а также их исключительное долголетие и необычный иммунитет», — объясняет доктор Цвака.
Однако наибольший научный прогресс ожидается в области изучения виросферы летучих мышей. «Наше исследование создает платформу для дальнейшего понимания уникальной роли летучих мышей среди млекопитающих как резервуаров вирусов», — говорит доктор Гарсия-Састре. «Эти знания могут предоставить научному сообществу новые широкие возможности для понимания болезней и разработки терапии, а также подготовить нас к будущим пандемиям».