科學家合作建立了類器官生物庫以評估潛在的COVID-19藥物目標
Hans Clevers小組的研究人員與Bart Haagmans小組(Erasmus MC)合作建立了一個類器官生物庫,以尋找對SARS-CoV2感染傳播至關重要的基因。 他們的研究發表在2021年9月17日的《自然-通訊》上,並強調了類器官對於冠狀病毒的基礎研究的有用性,以及突出了潛在的藥物目標。
器官體是由幹細胞生長出來的微小三維結構,模仿器官功能。 研究人員之前已經成功開發了各種器官的類器官模型,包括腸道、肺、子宮,甚至蛇毒腺。 事實證明,類器官對於診斷、預測病人的治療反應以及解開組織和稀有細胞類型發展的原理很有用。
研究人員可以為特定的目的向類器官培養物增加複雜程度。 例如,他們可以在腫瘤類器官中加入免疫細胞以研究療效,或者將病原體注入類器官以類比其對細胞的影響。 后一種方法最近被用來類比人類細胞中的冠狀病毒感染。 關於冠狀病毒–以及一般的病毒–的一個關鍵問題是它利用什麼因素進入人體細胞並進行複製。 這些所謂的宿主因素可能是吸引人的藥物目標,以影響病毒的複製和傳播。
為了進一步瞭解對冠狀病毒的複製和傳播特別重要的宿主因素,漢斯·克萊沃斯和巴特·哈格曼斯的小組開發了一個突變體腸道器官的生物庫。 這意味著模擬腸道生物學的器官含有先前發現的與冠狀病毒有關的宿主因數的各種變異。 這些突變會導致宿主因數的活性發生變化。
因此,研究人員注射SARS-CoV-2到突變體器官,以研究突變對病毒複製和傳播的影響。 除其他事項外,他們發現基因TMPRSS2參與了這一過程:在器官中顯示出病毒的複製和傳播減少。 因此,該基因可能是這種冠狀病毒的一個有吸引力的治療目標,最近已經針對其開發了TMPRSS2的特異性抑製劑。
以前,研究使用動物(最重要的是非洲綠猴)的細胞系來確定冠狀病毒的治療目標。 這些細胞系容易操作,但不能完全再現作為SARS-CoV-2目標的人類細胞的生物學特性。 抗瘧疾藥物氯喹就說明瞭這一點,它在這些細胞系中被發現對SARS-CoV-2感染有效,但在病人的臨床試驗中卻證明是無效的。 這表明細胞系不能充分預測治療藥物對人類的有效性。 當使用突變體器官而不是以前使用的細胞系重複氯喹實驗時,有機體的結果與臨床試驗的結果相似,這表明–與動物細胞系相比–有機體可能更適合預測治療藥物對人類的有效性。
漢斯-克萊沃斯和巴特-哈格曼斯的研究小組在《自然-通訊》上發表了他們的研究,強調了有機體與冠狀病毒研究的相關性。 此外,他們發現TMPSS2是SARS-CoV2的一個潛在治療目標。 他們新開發的生物庫也可以幫助篩選未來的新興病毒,以迅速確定治療目標。