Derfor er musen menneskets bedste ven i kampen mod COVID-19
Forskere verden over er i gang med at genskabe den type mus, der bruges i SARS-forskning. Det er nemlig ikke enhver mus, man kan bruge til at teste mulige COVID-19-vacciner på eller til at forske i sygdommens biologi.

Musen er det mest udbredte forsøgsdyr i verden og udgør mere end halvdelen af verdens samlede antal af forsøgsdyr. (Foto: Shutterstock)

Musen er det mest udbredte forsøgsdyr i verden og udgør mere end halvdelen af verdens samlede antal af forsøgsdyr. (Foto: Shutterstock)

Det var lige før, at værdifulde forsøgsmus til COVID-19-forskningen var blevet aflivet, før forskerne overhovedet kom i gang. Man kan nemlig ikke bruge enhver mus – eller ethvert andet forsøgsdyr for den sags skyld – til at forske i COVID-19.

De specielle mus blev udviklet, fordi en anden coronavirus (SARS-CoV) for 17 år siden forårsagede SARS-epidemi i Kina og andre lande.

Fire år senere, i 2007, lykkedes det nemlig forskere at udvikle en velegnet special-type mus, der kunne bruges til forskning i SARS.

Men i 2019, hvor der ikke længere var offentlig interesse omkring SARS, og forskningsfondene derfor stoppede deres bevillinger, var dyremodellerne heller ikke længere så efterspurgte, og derfor var producenterne på nippet til at aflive dem.

Den beslutning ændrede sig radikalt med udbruddet af COVID-19, hvor der igen blev brug for musemodeller til corona-forskningen, denne gang forårsaget af virussen SARS-CoV-2, som er årsagen til sygdommen COVID-19.

Derfor har laboratorier og firmaer i disse uger travlt med at genetablere bestanden af de gamle musestammer.

Den amerikanske forsøgsdyrsproducent, The Jackson Laboratory, som i mange år solgte de specielle mus til SARS-forskningen, melder om stor efterspørgsel på musene fra forskergrupper verden over, der dels vil forske i COVID-19-sygdommen og dels vil udvikle nye vacciner.

The Jackson Laboratory havde egentlig stoppet al avlen, men fik doneret musesædceller af en forskergruppe, som havde beholdt musene, og derfor er det nu lykkedes det at starte produktionen op på ny.

Mus er ikke bare mus

Der findes mange forskellige slags coronavirus, der inficerer en lang række fugle og pattedyr, men den enkelte coronavirus kan typisk kun smitte en enkelt eller ganske få beslægtede dyrearter.

Derfor risikerer hunde og katte generelt ikke at blive syge, selvom vi selv måtte blive syge af COVID-19 (om end én enkelt hund har fået COVID-19).

Heller ikke mus bliver syge af COVID-19, og derfor er de fleste musestammer helt uegnede til den slags forskning.

Det skyldes ganske simpelt, at virus ikke er i stand til at trænge ind i musens celler, sådan som den gør det hos os mennesker, og dermed er musen naturlig resistent mod COVID-19.

Årsagen til musens resistens er et bestemt overfladeenzym, som er forskellig mellem mennesket og musen.

Tre begreber, du skal kende

Musemodel: En mus, der kan bruges til at undersøge en bestemt sygdom hos mennesker.

Transgen: Dvs., at man ændrer på musens arvemasse ved eksempelvis at indsætte gener fra mennesker.

Musestamme: Mus, som er fremavlet eller gennem transgene teknikker er gjort særligt egnede til bestemte typer forsøg.

Problem: Corona mangler en vej ind i musens celler

Coronaviruset bag COVID-19 gør brug af et bestemt enzym på cellernes overflade for at trænge ind i cellen, nemlig det såkaldte angiotensin-converting enzym 2 (ACE2).

ACE2 sidder blandt andet uden på de celler, som findes i lungerne, hjertet, pulsårerne, tarmene og nyrerne, hvor det har betydning for opretholdelse af et normalt blodtryk i kroppen.

Enzymet ACE2 virker ved at nedbryde hormonet angiotensin II, hvorved blodtrykket falder.

Coronavirus gør brug af dette enzym til at trænge ind i cellen, hvor virus efterfølgende kan omprogrammere cellen til at blive til en lille virus-fabrik, der producerer store mængder af nye viruspartikler, indtil cellen til sidst går til grunde og frigør virus, som så kan smitte andre celler.

ACE2 er et vigtigt enzym for både dyrs og menneskers fysiologi, og musen har derfor også sin egen variant af ACE2.

I løbet af evolutionen er ACE2-enzymerne via mutationer blevet mere og mere forskellige fra hinanden, og i tilfældet med musen er forskellen i enzymets struktur så stor, at virusset ikke er i stand til at bruge musens ACE2 som indgangsport til cellen.

Løsning: Gensplejsede mus, der kan blive syge

Med andre ord passer SARS-CoV-2 ikke som hånd-i-handske til musens ACE2. Musen er ligesom stort set alle andre forsøgsdyr resistente overfor COVID-19. Og dermed ubrugelig som forsøgsdyr.

Og så alligevel – videnskaben har (selvfølgelig) et svar på denne udfordring. Forskere gensplejser simpelthen menneskets ACE2-enzym ind i musens arvemasse, således at musecellerne udtrykker menneskets ACE2-enzym på celleoverfladen.

Mus_avle_forsøgdyr

Musens popularitet som forsøgsdyr skyldes bl.a. at den er billig at holde i live og nem at avle. (Foto: Shutterstock)

Hermed kan virus trænge ind i musecellerne og skabe sygdom – på samme måde, som det sker hos mennesker verden over lige nu.

Sådanne gensplejsninger af ACE2-genet er, hvad man foretog i forbindelse med SARS-epidemien, og da de to virus, der forårsager COVID-19 og SARS, er ret ens, kan de samme transgene musemodeller også bruges til forskning i COVID-19.

Mus er ofte de foretrukne modeller

Musen er det mest udbredte forsøgsdyr i verden og udgør mere end halvdelen af verdens samlede antal forsøgsdyr. Derfor har vi i dag en enorm viden om netop musens biologi.

Forskerzonen

Denne artikel er en del af Forskerzonen, som er stedet, hvor forskerne selv kommer direkte til orde.

Her skriver de om deres forskning og forskningsfelt, bringer relevant viden ind i den offentlige debat og formidler til et bredt publikum.

Forskerzonen er støttet af Lundbeckfonden.

Det er derfor også ofte musen, som forskerne først rækker ud efter, når nye biomedicinske problemstillinger skal undersøges.

Musen har også den fordel, at der er udviklet mange teknikker, således at man kan teste dem på mange forskellige måder.

Eksempelvis er der udviklet målemetoder, der er specifikt rettet mod målinger af blodprøver fra mus, mens disse metoder ikke nødvendigvis er anvendelige i andre dyrearter.

Derudover er musen både billig at holde og let at avle. Ét af de kommende projekter bliver at få undersøgt, hvordan andre gener påvirker, hvor følsomme mus og dermed mennesker er overfor at udvikle COVID-19.

Ingen dyremodel er perfekt

Musen er dog ikke det eneste forsøgsdyr, som forskerne i den kommende tid vil bruge til at undersøge COVID-19 og udvikle vacciner og behandlinger med.

Ingen dyremodeller afspejler nemlig alle aspekter af sygdommen hos mennesker – eller sagt med andre ord:

Hvad der virker mod COVID-19 på mus, virker ikke nødvendigvis også på mennesker. Derfor er der brug for at anvende flere forskellige forsøgsdyr sideløbende, før resultaterne kan overføres til mennesker.

Rhesusaber er nærmere beslægtet med mennesket, end musen er det. Blandt andet ligner rhesusabens immunforsvar ret meget menneskets, og derfor er den relevant til at undersøge interaktionen mellem virus-infektion og immunforsvarets respons.

De første forsøg på mus og rhesusaber er da også allerede skudt i gang blandt de forskere, der var heldige og forudseende nok til ikke at kassere deres SARS-musestammer og rhesusaber.

De hidtidige resultater viser, at virus forårsager mildere grader af COVID-19 i både rhesusaber og transgene mus, end hos mennesker.

Vi har brug for mus, der kan blive mere syge

Selvom der opstår lungeforandringer hos aberne, udviklede de ikke feber. Tilsvarende er der i mus set lungeforandringer og vægttab, men i mildere grad end hos mennesker.

En af årsagerne kan være, at musecellerne både udtrykker menneskets og musens eget ACE2-enzym.

En bedre dyremodel ville måske være, hvis man skabte en transgen musemodel, der kun gjorde brug af menneskets ACE2 uden samtidigt muse-ACE2.

Teknisk er det næppe noget, som vil tage mange måneder at lave, da man denne her gang ved, hvilket gen der skal ændres.

En musemodel med lettere grader af COVID-19 har naturligvis nogle dyrevelfærdsmæssige fordele, og den vil sandsynligvis godt kunne anvendes til vaccineforskning, men den kan næppe bruges til at forstå sygdomsmekanismerne ved de alvorlige tilfælde, hvor mennesker risikerer at dø af COVID-19 – noget, som lægerne på verdens hospitaler nok er ret interesserede i.

Et tredje forsøgsdyr, den cirka 40 centimeter lange ilder, bliver også i øjeblikket testet, da den er velegnet til forskning i influenza og andre af menneskets luftvejsinfektioner.

Så selvom transgene mus er menneskets bedste ven i kampen mod COVID-19, skal der en bred vifte af gode dyremodeller til for at give forskerne indsigt i sygdomsbiologien for COVID-19, hvorpå de kan udvikle effektive vacciner uden uventede bivirkninger.

Læs denne artikel på engelsk på vores internationale søstersite ScienceNordic.com.

 

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.