تم إنشاء نموذج قائم على الفئران حديثي الولادة يتيح نقل عزلات SARS-CoV-2 السريرية

تم إنشاء نموذج قائم على الفئران حديثي الولادة يتيح نقل عزلات SARS-CoV-2 السريرية

وفي دراسة حديثة نشرت في com.bioRxiv * خادم ما قبل الطباعة: قام الباحثون بتطوير نموذج فأر حديث الولادة يتيح نقل فيروس كورونا المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة 2 (SARS-CoV-2).

Studie: Ein neonatales Mausmodell charakterisiert die Übertragbarkeit von SARS-CoV-2-Varianten und zeigt eine Rolle von ORF8. Bildquelle: Dotted Yeti/Shutterstock

*ملاحظة هامة:تنشر bioRxiv تقارير علمية أولية لا تخضع لمراجعة النظراء، وبالتالي لا ينبغي اعتبارها نهائية، أو تهدف إلى توجيه الممارسة السريرية/السلوك المتعلق بالصحة، أو التعامل معها على أنها معلومات ثابتة.

خلفية

يتم استخدام الهامستر والقوارض بشكل روتيني لنمذجة التسبب في فيروس SARS-CoV-2؛ ومع ذلك، يفتقر كلا النموذجين الحيوانيين إلى القدرة على التلاعب الجيني لتقييم العوامل التي تحدد المضيف لانتقال الفيروس. لذلك، ليس من الواضح أي بدائل الأحماض الأمينية الخاصة بالمركبات العضوية المتطايرة الخاصة بـ SARS-CoV-2 والآليات المضيفة التي يسببها SARS-CoV-2 تساهم في انتقال العدوى.

الفئران هي خيارات منخفضة التكلفة ومتاحة على نطاق واسع مع مجموعات أدوات وراثية وكاشفة متعددة الاستخدامات وتحديات أقل في التربية والتنظيم؛ ومع ذلك، لم يتم توثيق انتقال فيروس SARS-CoV-2 في الفئران البالغة. أنشأ مؤلفو هذه الدراسة سابقًا فئرانًا حديثة الولادة عمرها من أربعة إلى سبعة أيام كنماذج فعالة لانتقال فيروس الأنفلونزا A.

حول الدراسة

في الدراسة الحالية، قام الباحثون بتوسيع تحليلهم السابق وقدموا نموذج K18 البشري للإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 (hACE2) - الذي يعبر عن نموذج فأر حديث الولادة ينقل SARS-CoV-2 ويفحص انتقال المركبات العضوية المتطايرة من SARS-CoV-2 في الماضي والمنتشر حاليًا.

قام الفريق بتمييز انتحاء SARS-CoV-2، وتكرار وانتقال سلالة SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1 (WA-1) مقارنة بالمركبات العضوية المتطايرة Alpha وBeta وGamma وDelta وOmicron. كما قاموا بتمييز انتقال اثنين من فيروسات SARS-CoV-2 المؤتلفة التي تفتقر إلى إطار القراءة المفتوح الإضافي 6 (ORF6) أو بروتينات ORF8. تم الجمع بين أنثى C57BL/6 (hACE2-/-) وC57BL/6 K18-hACE2+/+ ذكور الفئران والفئران لتوليد ذرية K18-hACE2+/- المسموح بها لـ WA-1. تم إصابة الجراء الذين تتراوح أعمارهم بين أربعة إلى سبعة أيام عن طريق الأنف بـ WA-1.

تمت مراقبة بقاء الجرو ووزنه يوميًا وتم جمع عينات الإخراج (إفرازات الأنف) طوليًا من صغار الفهرس والجراء الذين كانوا على اتصال وثيق بهم. تم استخدام حركية إفراز الجهاز التنفسي العلوي (URT) لتقييم الالتهابات الفيروسية، وتم وصف فقدان الوزن بالمراضة الناجمة عن السارس-CoV-2. تم إخضاع عينات إفراز الأنف لفحوصات تفاعل البلمرة المتسلسل العكسي الكمي (RT-qPCR) وتم إجراء فحوصات البلاك على خلايا VeroE6 التي تزيد من تعبير بروتياز الغشاء سيرين 2 (TMPRSS2) وACE2.

تم إجراء التحليل المناعي الكيميائي (IHC) على أنسجة البلعوم الأنفية لصغار المؤشر الملطخة ببروتين SARS-CoV-2 nucleocapsid (N). تم قياس جزيئات SARS-CoV-2 المعدية في عمليات غسيل خلف الرغامى ومتجانسات الرئة لتقييم الانتحاء الفيروسي لـ URT والجهاز التنفسي السفلي (LRT)، على التوالي. كما تم تحليل السيتوكينات الموجودة في عينات إفراز URT من الفئران حديثي الولادة المصابة بـ SARS-CoV-2.

لتقييم حركية انتقال فيروس SARS-CoV-2، تم استخدام الطرح اليومي لفئران الاتصال كمؤشر على نجاح تكاثر الفيروس. تم تحليل عينات الإخراج باستخدام مقايسة الامتصاص المناعي المرتبط بالإنزيم المتعدد (ELISA). بالإضافة إلى ذلك، أصيبت الفئران بفيروس SARS-CoV-2 بدون ORF6 (WA-1 ΔORF6) أو بدون ORF8 (WA-1 ΔORF8)، وتم جمع عينات إفرازها وسوائل غسل القصبة الهوائية وعينات الرئة لتقييم تساقط SARS-CoV-2 وتكرار URT وتكرار LRT، على التوالي. تم قياس كمية الفيروس المعدي باستخدام فحوصات البلاك.

نتائج

دعمت الفئران حديثي الولادة التي تعبر عن K18-hACE2 بكفاءة انتقال SARS-CoV-2 WA-1، وأظهرت المركبات العضوية المتطايرة من SARS-CoV-2 انتحاء واضحًا وديناميكيات التكاثر في مؤشر الولدان. أثبت ORF8 أنه حاسم في انتقال فيروس SARS-CoV-2 بنجاح. تمت موازنة معدلات المراضة والوفيات لمدة يومين إلى ثلاثة أيام في الفئران الملامسة مقارنة بالفئران المؤشرة، وتم اكتشاف الحمض النووي الريبي (RNA) لـ SARS-CoV-2 في الفئران الملامسة، مما يشير إلى انتقال SARS-CoV-2.

عند أربعة نقطة في البوصة، تم طرح جزيئات SARS-CoV-2 من قبل جميع الجراء الملامسين، وهو ما يمثل كفاءة بنسبة 100٪ في انتقال WA-1، ويشير اكتشاف SARS-CoV-2 في عينات الفئران حديثي الولادة إلى وجود عدوى قوية لـ SARS-CoV-2 في الجهاز التنفسي العلوي. علاوة على ذلك، تم تحديد الخلايا المصابة بـ SARS-CoV-2 في الخلايا الظهارية الشمية العليا، مما يشير إلى تكرار WA-1 في URT.

أفرزت الفئران المصابة بـ Omicron كميات صغيرة من SARS-CoV-2. بالنسبة لسلالة WA-1، كانت عيارات SARS-CoV-2 المفرزة 105 وحدات تشكيل البلاك (PFU)/مل في الجهاز التنفسي العلوي، ولكن عيارات أعلى بكثير (5 × 106 PFU/مل) في أنسجة الرئة. في ذروة التتر النسخ المتماثل، تقدمت انتحاء سلالة WA-1 نحو LRT. على العكس من ذلك، فضل تكرار ألفا URT. كانت الأحمال الفيروسية في جميع عينات الإخراج وعينات غسل القصبة الهوائية المقابلة متشابهة. باستثناء Omicron، سمح النموذج للعديد من المركبات العضوية المتطايرة لـ SARS-CoV-2 بالتكاثر والإفراز بمستويات مشابهة لـ WA-1.

بعد سبعة أيام من الإصابة (dpi)، أظهرت الفئران الملامسة لعدوى ألفا ودلتا معدل وفيات بنسبة 100%، في حين كانت معدلات الوفيات لسلالة WA-1 وبيتا-VOC وغاما-VOC 75% و86% و56%. على التوالى. من المحتمل وجود قيمة عتبة لعيار تساقط المؤشر (≥ 1.2 × 104 PFU/ml) في النموذج لتقدير نجاح النقل إلى جهات الاتصال. أدت عدوى سلالة WA-1، وبيتا-المركبات العضوية المتطايرة، وغاما-المركبات العضوية المتطايرة، التي اختلف انتقالها في البداية، ووقت الانتهاء، ودرجة الإكمال، إلى استجابات خلوية مماثلة بشكل عام.

كانت الأحمال الفيروسية المتساقطة WA-1 ΔORF8 والأحمال الفيروسية URT 5 × 102 و1 × 103 PFU/ml، على التوالي، وهي أقل بكثير من تلك الخاصة بـ WA-1 أو WA-1 ΔORF6، وكانت الفيروسات المعدية لا تزال قابلة للاكتشاف في الفئران المؤشر عند خمسة نقطة في البوصة، مما يشير إلى تباطؤ أبطأ في إزالة الفيروس في غياب ORF8. كان إرسال WA-1 ΔORF8 غير مكتمل حتى نهاية التجربة. علاوة على ذلك، كان الحد الأقصى لعيار الفيروس في الفئران الملامسة WA-1-ΔORF8 هو 7.5 × 103 PFU/ml، وهو أقل من ذلك في WA-1-ΔORF6 وWA-1.

دبلوم

بشكل عام، أظهرت نتائج الدراسة أن نموذج الفأر الوليدي غير الجراحي يمكن أن يكشف عن ديناميكيات انتقال المركبات العضوية المتطايرة لـ SARS-CoV-2 باستثناء Omicron وأن ORF8 ضروري لانتقال SARS-CoV-2.

*ملاحظة هامة:تنشر bioRxiv تقارير علمية أولية لا تخضع لمراجعة النظراء، وبالتالي لا ينبغي اعتبارها نهائية، أو تهدف إلى توجيه الممارسة السريرية/السلوك المتعلق بالصحة، أو التعامل معها على أنها معلومات ثابتة.

مرجع:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Rodriguez-Rodriguez, B. et al. (2022) „Ein neonatales Mausmodell charakterisiert die Übertragbarkeit von SARS-CoV-2-Varianten und zeigt eine Rolle für ORF8.“ bioRxiv. doi: 10.1101/2022.10.04.510658. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.04.510658v1