Как летучие мыши живут с таким количеством вирусов? Их стволовые клетки подсказывают ответ
#стволовые клетки #летучие мыши #вирусоносительство #covid-19
По сравнению с другими млекопитающими, летучие мыши печально известны тем, что у них больше вирусов, опасных для людей, но не для них самих.
Эта странность привлекла к себе повышенное внимание после начала пандемии COVID-19. Многие ученые подозревают, что коронавирус SARS-CoV-2 перешел от летучих мышей к людям, напрямую или через промежуточного хозяина. Стремясь получить большое количество тканей летучих мышей, чтобы изучить, почему эти летающие животные так дружелюбны к вирусам, исследовательская группа сообщает, что ей удалось превратить клетки взрослых летучих мышей в универсальные стволовые клетки, которые можно заставить формировать множество видов тканей.
Это достижение, описанное 21 февраля в журнале Cell, приводит в восторг многих ученых, изучающих летучих мышей. "Если результаты этой работы можно будет (легко) воспроизвести в других группах с разными видами летучих мышей, эффект будет огромным!" - говорит Линфа Ванг, исследователь коронавируса летучих мышей из Медицинской школы Дьюка в Сингапуре. Первые исследования стволовых клеток летучих мышей уже показали, что животные могут не только переносить вирусы, но и позволять им оставаться активными, возможно, потому, что это дает какие-то преимущества для хозяев.
Это исследование берет свое начало весной 2020 года. С началом пандемии COVID-19 Томас Цвака, исследователь стволовых клеток из Медицинской школы Икан при Маунт-Синай, США, заинтересовался вопросом, почему летучие мыши переносят так много вирусов, которые могут вызывать заболевания человека. Но ученым, изучающим этот вопрос, мешало то, что получить образцы летучих мышей для изучения в лаборатории довольно сложно. "Даже при наличии размножающейся колонии [как у нашей команды], все еще сложно получить достаточное количество клеток летучих мышей надежно и воспроизводимо для определенных видов исследований", - объясняет Ванг.
Чтобы обойти эту проблему, Звака хотел создать стволовые клетки летучей мыши, которые можно было бы хранить в лаборатории и при необходимости дифференцировать в определенные виды тканей. За несколько лет до этого некоторые исследователи утверждали, что им это удалось сделать, но работа так и не была воспроизведена.
Но поскольку большая часть мира была закрыта из-за COVID-19, Цвака сначала должен был выяснить, как доставить ткани летучей мыши в его лабораторию. Хавьер Хусте, эволюционный биолог из Национального исследовательского совета Испании, в конце концов согласился прислать Цваке несколько образцов из колонии больших подковоносых летучих мышей, которых он изучал в Севилье. Чтобы получить свежие ткани, способные пережить длительный перелет, Хусте подготовил образцы летучих мышей в аэропорту Мадрида прямо перед погрузкой на один из немногих самолетов, все еще пересекающих Атлантический океан. Затем в своей лаборатории в Нью-Йорке Цвака попытался использовать стратегию, разработанную в 2006 году японским исследователем Шинья Яманака, чтобы заставить взрослые клетки млекопитающих вернуться в более раннее состояние, подобное стволовым клеткам. Но метод создания индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPS) не подошел для образцов летучих мышей.
Однако после нескольких месяцев экспериментов Цвака и его коллеги наконец нашли комбинацию факторов, которая сработала. Несколько тестов, включая дифференциацию трансформированных клеток летучей мыши в несколько типов клеток, показали, что это действительно плюрипотентные клетки. Затем исследователи повторили процедуру с клетками другого вида летучих мышей, большеухой мыши, получив аналогичные результаты. "Эти два вида летучих мышей эволюционно очень далеки друг от друга", - говорит Звака. "Это говорит нам о том, что наш протокол, вероятно, работает с разными видами летучих мышей".
Изучая эти клетки, команда Зваки заметила кое-что интересное. Определенные вирусы могут вставлять версии своих генов в геномы клеток человека или мыши, и эти вирусные последовательности иногда возрождаются в клетках, находящихся в плюрипотентном состоянии. Когда Цвака с коллегами искали остатки этих вирусных последовательностей в iPS-клетках летучей мыши, они обнаружили множество активных версий - а также некоторые белки, которые эти последовательности производят. "Просто поразительно, как много этих вирусных последовательностей", - замечает Звака, который предполагает, что летучие мыши не сдерживают эти активные последовательности, потому что их репликация может действовать как стратегия защиты от других вирусов или как своего рода самовакцинация. Это пока остается предположением, предупреждают другие исследователи летучих мышей. Ученые и раньше предполагали, что вирусы и летучие мыши имеют симбиотические отношения, говорит Ванг, но это трудно доказать.
Действительно, Кевин Оливал, исследователь летучих мышей в EcoHealth Alliance, некоммерческой исследовательской группе, базирующейся в Нью-Йорке, говорит, что данные в новой статье Cell слишком ограничены, чтобы сделать вывод о том, что стволовые клетки летучих мышей особенны в том, как они обрабатывают интегрированные, или эндогенные, вирусные сиквенсы. Но он считает, что новая техника работы со стволовыми клетками может помочь провести подобные исследования по поиску последовательностей у широкого круга других млекопитающих, "и посмотреть, действительно ли летучие мыши выше среднего в этом смысле".
Между тем, ученые, изучающие летучих мышей, с энтузиазмом относятся к тому, что у них наконец-то появился рецепт для создания iPS-клеток летучих мышей. "В моей команде мы уже обсуждаем, как использовать эти плюрипотентные клетки", - говорит Винсент Мюнстер, вирусолог из Национального института аллергии и инфекционных заболеваний США. "Это потрясающая статья", - добавляет Джейкоб Ханна, исследователь стволовых клеток из Научного института Вейцмана. "Несомненно, это станет широко используемой платформой".
