Tzw. modele zwierzęce w nomenklaturze naukowej oznaczają zwierzęta, które z powodu ich szczególnych cech mogą posłużyć do badań nad chorobami, do testowania próbnych leków i eksperymentalnych szczepionek. Zanim jakiś preparat leczniczy przejdzie do fazy badań klinicznych na ludziach, jest najpierw testowany na zwierzętach. Dopiero pozytywny wynik takich przedklinicznych badań uprawnia do dalszych prób, teraz już z udziałem ludzi.
Aby jednak eksperymentalne leki czy szczepionki można było sprawdzać na zwierzętach, muszą się one wyróżniać pewnymi cechami. Mówiąc prościej, ich organizmy powinny reagować w miarę podobnie do ludzkiego. Na świecie funkcjonuje kilkadziesiąt oficjalnych biolaboratoriów, które zajmują się hodowlą zwierząt na potrzeby badawcze. Teraz każdy z tych bioloratoriów chce wyhodować i dostarczyć naukowcom zwierzęta z takimi cechami, które okażą się przydatne w walce z COVID-19 i posłużą do zrozumienia w jaki sposób koronawirus atakuje organizm oraz jak go pokonać. Teraz priorytetem jest przetestowanie próbnych szczepionek poprzez uodpornienie zwierząt, a następnie celowe zainfekowanie koronawirusem.
Wcześniejsze przetestowanie danego preparatu na zwierzętach jest istotne nie tylko z punktu widzenia jego skuteczności, ale także bezpieczeństwa. Na tym etapie badań można na przykład zauważyć groźne działania niepożądane próbnego leku czy szczepionki. W trakcie prac nad szczepionką na SARS zauważono na przykład, że podany zwierzętom preparat wręcz nasilał chorobę, wzbudzając do działania niewłaściwe przeciwciała.
Eksperymenty na zwierzętach pomagają teraz w wyjaśnieniu jak to się dzieje, że dzieci rzadziej chorują na COVID-19, a także jak roznosi się zakażenie oraz jakie czynniki genetyczne powodują, że niektóre osoby są bardziej podatne na ciężki przebieg choroby. Nawet nabywanie odporności na koronawirusa udowodniono najpierw w trakcie badań z udziałem małp.
Chomiki syryjskie chorują na COVID-19 podobnie jak ludzie
Naukowcy wiele nadziei pokładają w chomikach syryjskich. Przy próbach zrozumienia, jak na organizm działa koronawirus oraz jak go pokonać, wykorzystuje się te zwierzęta, które są podatne na wirusa i mają objawy infekcji możliwie blisko przypominające te u ludzi. Do badań nad koronawirusami chomiki wykorzystywano już w trakcie epidemii SARS kilkanaście lat temu. Naukowcy odkryli wówczas, że można je łatwo zakazić koronawirusem, ale symptomy choroby są łagodne. Teraz jednak okazało się, że SARS-CoV-2 wywołuje w ich organizmach znacznie mocniejsze objawy. Po zainfekowaniu zwierząt okazało się, że wirus gromadzi się u nich w płucach oraz w jelitach, czyli tam, gdzie znajduje się najwięcej receptorów ACE2 (receptory do których przyczepia się koronawirus).
I to eksperymenty z udziałem chomików przyczyniły się do powstania jednego z pierwszych doniesień na temat bezobjawowego przenoszenia się COVID-19.
Myszy w badaniach nad COVID-19 - ale tylko te zmodyfikowane genetycznie
W przypadku koronawirusa zwykłe myszy są nieprzydatne ponieważ ich receptor ACE2 nie przypomina ludzkiego, a zatem nie ma punktu zaczepienia. Ale myszy to niezwykle popularne w laboratoriach i łatwe w rozmnażaniu zwierzęta, dlatego próbuje się znaleźć wyjście. Hoduje się zatem myszy, które dzięki inżynierii genetycznej zyskują ludzki gen receptora ACE2.
Szczury dla celów COVID-19 także muszą być transgeniczne
W niektórych laboratoriach do badań wykorzystuje się szczury, ponieważ są większe niż myszy i pewne badania są wtedy łatwiejsze do wykonania. Szczury do badań nad lekami na COVID-19 również muszą zostać specjalnie wyhodowane, aby zdobyć ludzki receptor ACE2. W badaniach nad szczepionkami, a także w badaniach toksykologicznych wykorzystuje się głównie te zwierzęta.
Fretki to zwierzęta podatne na wirusa grypy, ale już nie na koronawirusa
Do badań nad grypą często wykorzystuje się fretki, które łatwo jest zakazić tym wirusem, a reakcje są bardzo podobne do ludzkich. Podobno fretki nawet kichają jak ludzie. Na nowego koronawirusa reaguje słabo i nie ma większych objawów choroby poza wyższą temperaturą. Ale to badanie fretek pomogło w stwierdzeniu, że do zakażeń może dochodzić nie tylko drogą kropelkową, ale także poprzez tzw. aerozol.
Niektórzy badacze sądzą też, że badanie na fretkach może nam pomóc w zrozumieniu, dlatego COVID-19 jest znacznie bardziej niebezpieczny dla starszych osób.
Małpy ze względu na podobieństwo genetyczne do człowieka, są najbardziej cenione przy testowaniu leków i szczepionek
Do tej pory próby zakażenia małp nowym koronawirusem dotyczą czterech gatunków, Wśród nich są African green monkey (Chlorocebus sabaeus), rezusy, cynomolgusy (makak krabożerny, makak jawajski) oraz marmozety. To dzięki badaniom z udziałem małp dowiedziono, że przechorowanie COVID-19 daje przynajmniej krótkoterminową odporność, co jest kluczową wiadomością dla twórców szczepionek.
Małpy wykorzystuje się ponadto do badań nad rozprzestrzenianiem się SARS-CoV-2 w postaci aerozolu (mgiełki). Uważa się również, że małpy mogą być dobrym źródłem wiedzy na temat zależności pomiędzy chorobami podstawowymi takimi jak nadciśnienie i cukrzyca, a ciężkim przebiegiem COVID-19.
Źródła: Clinical Infectious Diseases, BiorXiv, Science, BiorXiv, Nature Research, Cell Host & Microbe, Nature Microbiology
