Se establece un modelo basado en ratones recién nacidos que permite la transmisión de aislados clínicos de SARS-CoV-2

Se establece un modelo basado en ratones recién nacidos que permite la transmisión de aislados clínicos de SARS-CoV-2

En un estudio reciente publicado en bioRxiv * Servidor de preimpresión: Los investigadores han desarrollado un modelo de ratón recién nacido que permite la transmisión del coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (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

*NOTA IMPORTANTE:bioRxiv publica informes científicos preliminares que no están revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, no pretenden guiar la práctica clínica o el comportamiento relacionado con la salud, ni tratarse como información establecida.

fondo

Los hámsteres y los hurones se utilizan habitualmente para modelar la patogénesis del SARS-CoV-2; Sin embargo, ambos modelos animales carecen del potencial de manipulación genética para evaluar los factores determinantes de la transmisión del virus en el huésped. Por lo tanto, no está claro qué sustituciones de aminoácidos específicas de COV del SARS-CoV-2 y qué mecanismos del huésped inducidos por el SARS-CoV-2 contribuyen a la transmisión.

Los ratones son opciones de bajo costo y ampliamente disponibles con conjuntos de herramientas genéticas y de reactivos versátiles y menos desafíos en cuanto a cría y regulación; Sin embargo, no se ha documentado la transmisión del SARS-CoV-2 en ratones adultos. Los autores del presente estudio establecieron previamente ratones recién nacidos de cuatro a siete días de edad como modelos eficaces para la transmisión del IAV (virus de la influenza A).

Sobre el estudio

En el presente estudio, los investigadores ampliaron su análisis anterior y presentaron un modelo de ratón neonatal que expresa la enzima convertidora de angiotensina 2 humana K18 (hACE2) que transmitió el SARS-CoV-2 y examinó la transmisión de COV del SARS-CoV-2 pasada y actualmente en circulación.

El equipo caracterizó el tropismo, la replicación y la transmisión del SARS-CoV-2 de la cepa Wuhan-Hu-1 (WA-1) del SARS-CoV-2 en comparación con los COV Alfa, Beta, Gamma, Delta y Omicron. También caracterizaron la transmisión de dos virus SARS-CoV-2 recombinantes que carecen de las proteínas adicionales del marco de lectura abierto 6 (ORF6) u ORF8. Se combinaron ratones hembra C57BL/6 (hACE2-/-) y machos C57BL/6 K18-hACE2+/+ para generar descendencia K18-hACE2+/- permisiva a WA-1. Los cachorros del caso índice de cuatro a siete días de edad fueron infectados por vía intranasal con WA-1.

La supervivencia y el peso de las crías se controlaron diariamente y se recogieron muestras excretoras (secreciones nasales) longitudinalmente de las crías índice y de las crías en su contacto cercano. Se utilizó la cinética de excreción del tracto respiratorio superior (URT) para evaluar las infecciones virales y la pérdida de peso se denominó morbilidad inducida por el SARS-CoV-2. Las muestras de secreción nasal se sometieron a ensayos cuantitativos de reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-qPCR) y se realizaron ensayos de placa en células VeroE6 que sobreexpresaban la proteasa transmembrana serina 2 (TMPRSS2) y ACE2.

Se realizó un análisis inmunohistoquímico (IHC) en los tejidos nasofaríngeos de cachorros índice teñidos para detectar la proteína de la nucleocápside (N) del SARS-CoV-2. Se midieron las partículas infecciosas de SARS-CoV-2 en lavados retrotraqueales y homogeneizados de pulmón para evaluar el tropismo viral de la URT y el tracto respiratorio inferior (LRT), respectivamente. También se analizaron las citocinas presentes en las muestras de excreción de URT de ratones recién nacidos infectados con SARS-CoV-2.

Para evaluar la cinética de transmisión del SARS-CoV-2, se utilizó la muda diaria de ratones de contacto como indicador de la replicación exitosa del virus. Las muestras excretoras se analizaron mediante ensayos inmunoabsorbentes ligados a enzimas (ELISA) múltiples. Además, se infectaron ratones con SARS-CoV-2 sin ORF6 (WA-1 ΔORF6) o sin ORF8 (WA-1 ΔORF8), y se recogieron muestras de excreción, fluidos de lavado retrotraqueal y muestras de pulmón para evaluar la eliminación del SARS-CoV-2, la replicación de la URT y la replicación de la LRT, respectivamente. La cantidad de virus infeccioso se cuantificó mediante ensayos de placas.

Resultados

Los ratones neonatales que expresan K18-hACE2 apoyaron eficazmente la transmisión del SARS-CoV-2 WA-1, y los COV del SARS-CoV-2 mostraron un tropismo pronunciado y una dinámica de replicación en los recién nacidos índice. ORF8 demostró ser crucial para la transmisión exitosa del SARS-CoV-2. La morbilidad y la mortalidad se equilibraron entre dos y tres días en los ratones de contacto en comparación con los ratones índice, y se detectó ácido ribonucleico (ARN) del SARS-CoV-2 en los ratones de contacto, lo que indica la transmisión del SARS-CoV-2.

A cuatro ppp, todos los cachorros de contacto arrojaron partículas de SARS-CoV-2, lo que representa una eficiencia del 100% de la transmisión de WA-1, y la detección de SARS-CoV-2 en los ratones recién nacidos que arrojaron muestras sugirió una fuerte infección por SARS-CoV-2 en el tracto respiratorio superior. Además, se identificaron células infectadas con SARS-CoV-2 en las células epiteliales olfativas superiores, lo que indica la replicación de WA-1 en la URT.

Los ratones infectados con Omicron excretaron pequeñas cantidades de SARS-CoV-2. Para la cepa WA-1, los títulos de SARS-CoV-2 excretados fueron 105 unidades formadoras de placas (UFP)/ml en el tracto respiratorio superior, pero títulos significativamente más altos (5 x 106 UFP/ml) en el tejido pulmonar. En los títulos máximos de replicación, el tropismo de la cepa WA-1 progresó hacia LRT. Por el contrario, la replicación alfa favoreció a la URT. Las cargas virales en todas las muestras excretoras y en las correspondientes muestras de lavado retrotraqueal fueron similares. Con la excepción de Omicron, el modelo permitió que varios COV del SARS-CoV-2 se replicaran y excretaran a niveles similares a los de WA-1.

Siete días después de la infección (dpi), los ratones en contacto con infecciones alfa y delta mostraron una mortalidad del 100%, mientras que las tasas de mortalidad para las infecciones por la cepa WA-1, beta-VOC y gamma-VOC fueron del 75%, 86% y 56%. respectivamente. Es probable que existiera en el modelo un valor umbral para el título de eliminación del índice (≥ 1,2 x 104 PFU/ml) para estimar el éxito de la transmisión a los contactos. Las infecciones por cepa WA-1, beta-VOC y gamma-VOC, cuya transmisión difería en el inicio, el momento de finalización y el grado de finalización, dieron lugar a respuestas generales de citoquinas similares.

Las cargas virales eliminadas de WA-1 ΔORF8 y las cargas virales de URT fueron 5 x 102 y 1 x 103 PFU/ml, respectivamente, significativamente más bajas que las de WA-1 o WA-1 ΔORF6, y los virus infecciosos aún eran detectables en ratones índice a cinco ppp, lo que indica una desaceleración más lenta de la eliminación viral en ausencia de ORF8. La transmisión de WA-1 ΔORF8 estuvo incompleta hasta el final del experimento. Además, el título máximo de virus en ratones de contacto WA-1-ΔORF8 fue de 7,5 × 103 UFP/ml, que fue inferior al de WA-1-ΔORF6 y WA-1.

Diploma

En general, los resultados del estudio mostraron que el modelo de ratón neonatal no invasivo puede revelar la dinámica de transmisión de los COV del SARS-CoV-2, excepto Omicron, y que ORF8 es crucial para la transmisión del SARS-CoV-2.

*NOTA IMPORTANTE:bioRxiv publica informes científicos preliminares que no están revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, no pretenden guiar la práctica clínica o el comportamiento relacionado con la salud, ni tratarse como información establecida.

Referencia:

• 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