Две мышиные модели заражения вирусом Зика во время беременности были разработаны группой исследователей из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луи. В них вирус мигрировал из кровотока беременной мыши в плаценту, где он размножался, затем распространился в кровообращение плода и инфицировал мозг развивающихся детенышей.
Модели обеспечивают основу для разработки вакцин и методов лечения, а также для изучения биологии вирусной инфекции Зика во время беременности.
Исследование опубликовано 11 мая в Cell.
"Это первая демонстрация внутриутробной передачи вируса Зика на животной модели, и она показывает некоторые из тех же результатов, которые мы наблюдали у женщин и младенцев," сказал соавтор Майкл Даймонд, доктор медицинских наук, профессор медицины, молекулярной микробиологии, патологии и иммунологии. "Это может быть использовано при испытаниях вакцины, чтобы выяснить, может ли вакцинация матери защитить от инфекции матки. Вы также можете протестировать терапевтические препараты после заражения матери, чтобы узнать, могут ли они остановить передачу инфекции плоду или предотвратить повреждение плода."
Поскольку мыши с нормальной иммунной системой способны бороться с инфекцией Зика, Даймонд и его коллеги ослабили иммунную систему мышей перед тем, как заразить их вирусом.
В одной модели исследователи генетически модифицировали мышей так, чтобы у них отсутствовала молекула, называемая рецептором интерферона альфа, которая играет ключевую роль в иммунном ответе на вирусные инфекции. В другой модели они вводили мышам антитела против молекулы.
Ученые заразили беременных мышей вирусом Зика примерно через неделю после зачатия и исследовали их плаценту и плод через шесть-девять дней. Обе модели мышей отражают некоторые ключевые аспекты заражения человека вирусом Зика. У мышей, как и у людей, вирус перешел из кровотока матери в плод и заразил развивающийся мозг, где наблюдалось повреждение нейронов.
Микроцефалия, характеризующаяся аномально маленькими головами, что является наиболее ярким результатом заражения человека, не наблюдалась ни в одной из моделей. Это может быть связано с различиями в развитии мозга мыши и человека.
"В отличие от людей, значительная часть развития нервной системы у мышей фактически происходит после рождения, особенно в коре головного мозга, которая является частью мозга, поврежденной при микроцефалии," Даймонд сказал.
Индира Майсорекар, доктор философии, соавтор исследования и постдокторант Бин Цао, доктор философии, соавтор, обнаружила, что вирус в плаценте в 1000 раз превышает концентрацию в материнской крови, предполагая, что он не просто мигрировал в материнскую кровь. плацента, но размноженная там.
У генетически модифицированных мышей инфекция Зика вызвала гибель большинства плодов, а остальные плоды были намного меньше обычных. На плаценте были обнаружены повреждения: они сморщены, с уменьшенным количеством кровеносных сосудов. Такие плаценты не могут снабжать развивающийся плод достаточным количеством кислорода и питательных веществ – состояние, известное как плацентарная недостаточность, которое вызывает аномально медленный рост плода и, в тяжелых случаях, смерть плода.
Сообщалось также о плацентарной недостаточности, аномально маленьких плодах и выкидышах у беременных женщин, инфицированных вирусом Зика.
В обеих моделях вирус также был обнаружен в мозге плода. Исследователи наблюдали гибель клеток в головном мозге инфицированных плодов, но не было никаких явных отклонений в общей структуре мозга.
В модели, в которой мышам вводили антитела, эффект инфекции Зика был менее серьезным. Плоды выжили, хотя некоторые из них были меньше нормального размера. Даймонд и его коллеги планируют использовать эту модель, чтобы изучить, вызывает ли пренатальная вирусная инфекция Зика долгосрочные неврологические проблемы у щенков, рожденных без явных повреждений головного мозга.
Не у всех детей, рожденных от женщин, инфицированных вирусом Зика во время беременности, развивается микроцефалия; некоторые кажутся здоровыми при рождении. Но неизвестно, столкнутся ли такие дети с проблемами развития или интеллектуальными проблемами по мере взросления.
Даймонд и Майсорекар, доцент кафедры акушерства и гинекологии, патологии и иммунологии, также хотят идентифицировать молекулы, за которые вирус цепляется и проникает через плаценту, чтобы они могли их блокировать. Самая большая угроза здоровью, вызванная вирусом Зика, – это развивающийся плод; если эту угрозу удастся устранить, чрезвычайная ситуация в области общественного здравоохранения значительно снизится.
"В течение многих лет мы изучали трансплацентарные инфекции и то, что их предотвращает," Майсорекар сказал. "Приятно иметь возможность применить весь свой опыт к чему-то, что внезапно стало очень важным во всем мире."