Byl vytvořen model založený na novorozenecké myši, který umožňuje přenos klinických izolátů SARS-CoV-2

Byl vytvořen model založený na novorozenecké myši, který umožňuje přenos klinických izolátů SARS-CoV-2

V nedávné studii publikované v bioRxiv * Předtiskový server: Výzkumníci vyvinuli model novorozené myši, který umožňuje přenos těžkého akutního respiračního syndromu coronavirus 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

*Důležitá POZNÁMKA:bioRxiv publikuje předběžné vědecké zprávy, které nejsou recenzovány odborníky, a proto by neměly být považovány za přesvědčivé, zamýšlené jako vodítko pro klinickou praxi/chování související se zdravím nebo s nimiž se zachází jako s ověřenými informacemi.

pozadí

Křečci a fretky se běžně používají k modelování patogeneze SARS-CoV-2; Oba zvířecí modely však postrádají potenciál pro genetickou manipulaci k posouzení faktorů přenosu viru určujících hostitele. Proto není jasné, které substituce aminokyselin specifické pro SARS-CoV-2 a mechanismy hostitele vyvolané SARS-CoV-2 přispívají k přenosu.

Myši jsou levné a široce dostupné možnosti s všestrannými genetickými a reagenčními sadami nástrojů a menším počtem problémů v chovu a regulaci; Přenos SARS-CoV-2 u dospělých myší však nebyl zdokumentován. Autoři této studie již dříve stanovili čtyř až sedmidenní novorozené myši jako účinné modely přenosu IAV (virus chřipky A).

O studiu

V této studii vědci rozšířili svou předchozí analýzu a představili model neonatální myši exprimující lidský angiotenzin-konvertující enzym 2 (hACE2) K18, který přenášel SARS-CoV-2 a zkoumal minulý a aktuálně cirkulující přenos VOC SARS-CoV-2.

Tým charakterizoval SARS-CoV-2 tropismus, replikaci a přenos SARS-CoV-2 kmene Wuhan-Hu-1 (WA-1) ve srovnání s VOC Alpha, Beta, Gamma, Delta a Omicron. Charakterizovali také přenos dvou rekombinantních virů SARS-CoV-2, kterým chybí další otevřený čtecí rámec 6 (ORF6) nebo proteiny ORF8. Samice C57BL/6 (hACE2-/-) a C57BL/6 K18-hACE2+/+ samci myší a myší se spojili, aby se vytvořilo potomstvo K18-hACE2+/- permisivní k WA-1. Čtyř- až sedmidenní mláďata s indexovým případem byla intranazálně infikována WA-1.

Přežití a hmotnost mláďat byly sledovány denně a vzorky vylučování (nosní sekrece) byly odebírány podélně z indexových mláďat a mláďat v jejich těsném kontaktu. Kinetika vylučování horních cest dýchacích (URT) byla použita k posouzení virových infekcí a ztráta hmotnosti byla označena jako morbidita vyvolaná SARS-CoV-2. Vzorky nosní sekrece byly podrobeny kvantitativním testům reverzní transkripce-polymerázové řetězové reakce (RT-qPCR) a plakové testy byly provedeny na buňkách VeroE6 nadměrně exprimujících transmembránovou proteázu serin 2 (TMPRSS2) a ACE2.

Imunohistochemická (IHC) analýza byla provedena na nasofaryngeálních tkáních indexových mláďat barvených na SARS-CoV-2 nukleokapsidový (N) protein. Infekční částice SARS-CoV-2 v retrotracheálních výplachech a plicních homogenátech byly měřeny za účelem posouzení virového tropismu pro URT a dolní dýchací cesty (LRT). Byly také analyzovány cytokiny přítomné ve vzorcích vylučování URT z novorozených myší infikovaných SARS-CoV-2.

K posouzení kinetiky přenosu SARS-CoV-2 bylo jako indikátor úspěšné replikace viru použito denní línání kontaktních myší. Vylučovací vzorky byly analyzovány pomocí multiplexních enzymatických imunosorbentních testů (ELISA). Kromě toho byly myši infikovány SARS-CoV-2 bez ORF6 (WA-1 ΔORF6) nebo bez ORF8 (WA-1 ΔORF8) a byly odebrány vzorky jejich vylučování, retrotracheální lavážní tekutiny a vzorky plic, aby bylo možné posoudit vyloučení SARS-CoV-2, replikaci URT a replikaci LRT. Množství infekčního viru bylo kvantifikováno pomocí plakových testů.

Výsledky

Neonatální myši exprimující K18-hACE2 účinně podporovaly přenos SARS-CoV-2 WA-1 a SARS-CoV-2 VOC vykazovaly výrazný tropismus a dynamiku replikace u indexových novorozenců. ORF8 se ukázal jako klíčový pro úspěšný přenos SARS-CoV-2. Morbidita a mortalita byly u kontaktních myší vyváženy o dva až tři dny ve srovnání s indexovými myšmi a u kontaktních myší byla detekována SARS-CoV-2 ribonukleová kyselina (RNA), což ukazuje na přenos SARS-CoV-2.

Ve čtyřech dpi byly částice SARS-CoV-2 vylučovány všemi kontaktními mláďaty, což představuje 100% účinnost přenosu WA-1, a detekce SARS-CoV-2 ve vzorcích vylučujících novorozené myši naznačovala silnou infekci SARS-CoV-2 v horních dýchacích cestách. Kromě toho byly v horních čichových epiteliálních buňkách identifikovány buňky infikované SARS-CoV-2, což ukazuje na replikaci WA-1 v URT.

Myši infikované Omicronem vylučovaly malá množství SARS-CoV-2. U kmene WA-1 byly titry vylučovaného SARS-CoV-2 105 plakotvorných jednotek (PFU)/ml v horních cestách dýchacích, ale významně vyšší titry (5 x 106 PFU/ml) v plicní tkáni. Při maximálních replikačních titrech tropismus kmene WA-1 progredoval směrem k LRT. Naopak alfa replikace upřednostňovala URT. Virové zátěže ve všech exkrečních vzorcích a odpovídajících vzorcích retrotracheální laváže byly podobné. S výjimkou Omicron model umožňoval replikaci a vylučování různých VOC SARS-CoV-2 na úrovních podobných WA-1.

Sedm dní po infekci (dpi) vykazovaly kontaktní myši s infekcemi alfa a delta 100% mortalitu, zatímco úmrtnost u infekcí kmenem WA-1, beta-VOC a gama-VOC byla 75 %, 86 % a 56 %. respektive. Je pravděpodobné, že v modelu existovala prahová hodnota pro titr uvolňování indexu (≥ 1,2 x 104 PFU/ml) pro odhad úspěšnosti přenosu na kontakty. Infekce kmenem WA-1, beta-VOC a gama-VOC, jejichž přenos se lišil nástupem, časem dokončení a stupněm dokončení, vedly k celkově podobným cytokinovým odpovědím.

WA-1 ΔORF8 vylučoval virové zátěže a URT virové zátěže byly 5 x 102 a 1 x 103 PFU/ml, v tomto pořadí, významně nižší než ty pro WA-1 nebo WA-1 ΔORF6, a infekční viry byly stále detekovatelné u indexových myší při 5 dpi, což ukazuje na pomalejší zpomalení vylučování viru v nepřítomnosti ORF8. Přenos WA-1 AORF8 byl až do konce experimentu neúplný. Kromě toho byl maximální titr viru u kontaktních myší WA-1-AORF8 7,5 x 103 PFU/ml, což bylo nižší než u WA-1-AORF6 a WA-1.

Diplom

Celkově výsledky studie ukázaly, že neinvazivní neonatální myší model může odhalit dynamiku přenosu SARS-CoV-2 VOC kromě Omicron a že ORF8 je rozhodující pro přenos SARS-CoV-2.

*Důležitá POZNÁMKA:bioRxiv publikuje předběžné vědecké zprávy, které nejsou recenzovány odborníky, a proto by neměly být považovány za přesvědčivé, zamýšlené jako vodítko pro klinickou praxi/chování související se zdravím nebo s nimiž se zachází jako s ověřenými informacemi.

Odkaz:

• 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