Laborzoo hilft beim Verständnis von SARS-CoV-2

Seit Beginn der Epidemie haben mehrere Berichte darauf hingewiesen, dass indirekte SARS-CoV-2-Ereignisse von Mensch zu Tier aufgetreten sind, wie die Übertragung des Virus zwischen Züchtern, Tigern und Löwen im Bronx Zoo in New York zeigt. Bis heute ist jedoch das gesamte Spektrum der für eine SARS-CoV-2-Infektion anfälligen Tierarten unklar. Typischerweise können diese Informationen gewonnen werden, indem eine Vielzahl von Tierarten experimentell mit SARS-CoV-2 infiziert wird, um festzustellen, ob sie anfällig sind. Um solche Tierversuche zu reduzieren und zu verfeinern, haben sich Forschende der Universität Bern und des IVI jedoch vorgenommen, diese Frage mit einem anderen, tierfreundlicheren Ansatz zu beantworten.

Die Autoren nutzten ihr Wissen in fortgeschrittenen In-vitro-Zellkulturmodellen des menschlichen Atmungssystems, um eine große Anzahl ähnlicher Modelle von verschiedenen Arten von domestizierten Tieren und Wildtieren zu erstellen. Zu diesem Zweck isolierte das Team Atemwegsepithelzellen (AEC) aus Trachealgewebe verstorbener Tiere und erstellte eine Zellbiobank aus verschiedenen Tierarten, mit deren Hilfe gut differenzierte AEC-Kulturmodelle erstellt werden können, um festzustellen, ob diese Tiere mit SARS infiziert werden können -2 Viren. Da Zellen aus verstorbenen Tieren isoliert werden und die Zahl der isolierten Zellen in einer Petrischale erhöht werden kann, müssen Forscher keine Tierversuche durchführen. Bis heute enthält die Zellbiobank Protozellen von 12 verschiedenen Tierarten. Rhesusaffe, Katze, Frettchen, Hund, Kaninchen, Schwein, Rind, Ziege, Lama, Kamel und zwei Arten moderner tropischer Fledermäuse. „Unsere Sammlung ist einzigartig, und wir sind bis heute die ersten, die einen so großen Satz fortschrittlicher Laborzellkulturmodelle von verschiedenen Haus- und Wildtierarten verwenden, um ihre Anfälligkeit für eine SARS-CoV-2-Infektion zu beurteilen“, sagt Ronald Dickman. Vom Institut für Infektionskrankheiten (IFIK) der Universität Bern.

In diesen Experimenten stellten die Forscher fest, dass die In-vitro-Ergebnisse gut mit zuvor veröffentlichten Studien übereinstimmten, in denen Tierversuche verwendet wurden, um die Anfälligkeit verschiedener Tiere für eine Infektion mit SARS-CoV-2 zu bewerten. Durch die vollständige Sequenzierung des viralen Genoms beobachteten die Forscher auch, dass sich SARS-CoV-2 in Labormodellen von Affen und Katzen repliziert, ohne dass eine Virusanpassung erforderlich ist. Diese Ergebnisse legen nahe, dass bestimmte Affen- und Katzenarten besonders anfällig für eine SARS-CoV-2-Infektion sein können. „Unsere Ergebnisse, zusammen mit Berichten von zuvor dokumentierten indirekten Ereignissen, legen nahe, dass eine genaue Überwachung dieser Tiere und anderer naher Verwandter, egal ob sie in freier Wildbahn, in Gefangenschaft oder in Gefangenschaft leben, unerlässlich ist“, sagt Dijkman.

Diese Informationen können von zuständigen Behörden wie dem Bundesamt für Gesundheit und dem Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärmedizin verwendet werden, um SARS-CoV-2 an der Mensch-Tier-Schnittstelle zu überwachen. Insbesondere hilft es ihnen, Überwachungsprogramme zur Früherkennung zu erstellen und anzupassen, um Tiere zu überwachen, die als potenzielle Rückflussreservoirs für SARS-CoV-2 dienen können. Dijkman fügte hinzu: „Dies wird der breiten Öffentlichkeit zugutekommen, da es dazu beitragen wird, die Entwicklung neuer Varianten von SARS-CoV-2 in Tierreservoirs zu verhindern und sie möglicherweise wieder in den Menschen einzuführen, für die die aktuellen Impfstoffe möglicherweise keinen Schutz bieten.“

Die Studienergebnisse zeigen auch, dass fortschrittliche In-vitro-Zellkulturmodelle von Zellen, die die Atemwege verschiedener Säugetiere auskleiden, als alternative Methode verwendet werden können, um traditionelle experimentelle Einschränkungen in vivo zu überwinden, um das Wirtsspektrum des SARS-Virus zu bewerten und Einblicke zu geben. – 2. „Unsere Studie zeigt, dass es in naher Zukunft viel Potenzial gibt, Tierversuche zu ersetzen, zu reduzieren und zu verfeinern, und ich hoffe, dass unsere Ergebnisse für Fragen der Grundlagenforschung Forscher, Pharmaunternehmen und Arzneimittelmanagement-Agenturen überzeugen werden fortgeschrittene biologisch relevante Modelle im Labor zu verwenden, bevor Tierversuche durchgeführt werden“, sagt Dijkman.

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Diese Arbeit wurde unterstützt von der Europäischen Kommission (Marie Sklodowska-Curie Innovative Training Network „HONORS“), dem Schweizerischen Nationalfonds SNF (Special Call for Coronaviruses), dem Bundesministerium für Bildung und Forschung und der Eidgenössischen Lebensmittelsicherheit und Veterinäramt (BLV).