Loodi vastsündinud hiirepõhine mudel, mis võimaldab SARS-CoV-2 kliiniliste isolaatide edastamist

Loodi vastsündinud hiirepõhine mudel, mis võimaldab SARS-CoV-2 kliiniliste isolaatide edastamist

Hiljutises uuringus, mis avaldati aastal bioRxiv * Preprint server: teadlased on välja töötanud vastsündinud hiire mudeli, mis võimaldab üle kanda raske ägeda respiratoorse sündroomi koroonaviiruse 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

*Oluline MÄRKUS:bioRxiv avaldab esialgseid teaduslikke aruandeid, mida ei ole eelretsenseeritud ja mida ei tohiks seetõttu pidada lõplikuks, mis on mõeldud kliinilise praktika/tervisega seotud käitumise suunamiseks ega käsitletud teabena.

taustal

SARS-CoV-2 patogeneesi modelleerimiseks kasutatakse rutiinselt hamstreid ja tuhkruid; Siiski puudub mõlemal loommudelil geneetilise manipuleerimise potentsiaal, et hinnata viiruse ülekande peremeesorganismi määravaid tegureid. Seetõttu on ebaselge, millised SARS-CoV-2 lenduvate orgaaniliste ühendite spetsiifilised aminohappe asendused ja SARS-CoV-2 indutseeritud peremeesmehhanismid soodustavad ülekandumist.

Hiired on odavad ja laialdaselt kättesaadavad valikud, millel on mitmekülgsed geneetilised ja reaktiivide tööriistakomplektid ning vähem väljakutseid loomakasvatuses ja reguleerimises; Siiski ei ole SARS-CoV-2 ülekandumist täiskasvanud hiirtel dokumenteeritud. Käesoleva uuringu autorid leidsid varem nelja- kuni seitsmepäevased vastsündinud hiired tõhusate mudelitena IAV-i (A-gripiviiruse) leviku jaoks.

Uuringu kohta

Käesolevas uuringus laiendasid teadlased oma varasemat analüüsi ja esitlesid K18 inimese angiotensiini konverteeriva ensüümi 2 (hACE2) ekspresseerivat vastsündinute hiiremudelit, mis edastas SARS-CoV-2 ja uuris varasemat ja praegu ringlevat SARS-CoV-2 lenduvate orgaaniliste ühendite ülekannet.

Töörühm iseloomustas SARS-CoV-2 tüve Wuhan-Hu-1 (WA-1) SARS-CoV-2 tropismi, replikatsiooni ja ülekandumist võrreldes lenduvate orgaaniliste ühenditega Alpha, Beta, Gamma, Delta ja Omicron. Samuti iseloomustasid nad kahe rekombinantse SARS-CoV-2 viiruse ülekandumist, millel puuduvad täiendavad avatud lugemisraami 6 (ORF6) või ORF8 valgud. C57BL/6 (hACE2-/-) emased ja C57BL/6 K18-hACE2+/+ isased hiired ja hiired kombineeriti, et saada K18-hACE2+/- järglasi, mis lubasid WA-1. Nelja- kuni seitsmepäevased indeksijuhtumiga pojad nakatusid intranasaalselt WA-1-ga.

Poegade ellujäämist ja kaalu jälgiti iga päev ning indeksipoegadelt ja nende lähikontaktis olevatelt poegadelt koguti pikisuunas eritusproove (nina sekretsiooni). Viirusnakkuste hindamiseks kasutati ülemiste hingamisteede eritumise kineetikat (URT) ja kehakaalu langust nimetati SARS-CoV-2 põhjustatud haigestumuseks. Nina sekretsiooni proovidega viidi läbi kvantitatiivsed pöördtranskriptsiooni-polümeraasi ahelreaktsiooni (RT-qPCR) analüüsid ja naastude testid viidi läbi VeroE6 rakkudega, mis üleekspresseerivad transmembraanset proteaasi seriini 2 (TMPRSS2) ja ACE2.

Immunohistokeemiline (IHC) analüüs viidi läbi SARS-CoV-2 nukleokapsiidi (N) valgu suhtes värvitud indekspoegade ninaneelu kudedega. Infektsioosseid SARS-CoV-2 osakesi retrotrahheaalsetes loputusvedelikes ja kopsuhomogenaatides mõõdeti, et hinnata vastavalt URT ja alumiste hingamisteede (LRT) viiruse tropismi. Samuti analüüsiti SARS-CoV-2-ga nakatunud vastsündinud hiirte URT eritumise proovides esinevaid tsütokiine.

SARS-CoV-2 ülekandekineetika hindamiseks kasutati viiruse eduka replikatsiooni indikaatorina kontakthiirte igapäevast sulatamist. Ekskretoorseid proove analüüsiti mitmekordse ensüümiga seotud immunosorbentanalüüsi (ELISA) abil. Lisaks nakatati hiired SARS-CoV-2-ga ilma ORF6-ta (WA-1 ΔORF6) või ilma ORF8-ta (WA-1 ΔORF8) ning koguti nende eritumise proovid, retrotrahheaalsed loputusvedelikud ja kopsuproovid, et hinnata vastavalt SARS-CoV-2, URT replikatsiooni ja LRT replikatsiooni. Nakkusliku viiruse kogus määrati naastude analüüside abil.

Tulemused

K18-hACE2 ekspresseerivad vastsündinute hiired toetasid tõhusalt SARS-CoV-2 WA-1 ülekannet ja SARS-CoV-2 lenduvad orgaanilised ühendid näitasid vastsündinute indeksiga märgatavat tropismi ja replikatsiooni dünaamikat. ORF8 osutus SARS-CoV-2 eduka edastamise jaoks ülioluliseks. Haigestumust ja suremust tasakaalustasid kontakthiirtel kaks kuni kolm päeva võrreldes indekshiirtega ning kontakthiirtel tuvastati SARS-CoV-2 ribonukleiinhape (RNA), mis viitab SARS-CoV-2 ülekandele.

Nelja dpi juures eraldasid kõik kontaktpoegad SARS-CoV-2 osakesi, mis esindavad WA-1 ülekande 100% efektiivsust, ja SARS-CoV-2 tuvastamine vastsündinutel hiirtel, kelle proovid väljutasid, viitas tugevale SARS-CoV-2 infektsioonile ülemistes hingamisteedes. Lisaks tuvastati SARS-CoV-2-ga nakatunud rakud ülemistes haistmisepiteelirakkudes, mis näitab WA-1 replikatsiooni URT-s.

Omicroniga nakatunud hiired eritasid väikeses koguses SARS-CoV-2. WA-1 tüve puhul olid eritunud SARS-CoV-2 tiitrid ülemistes hingamisteedes 105 naastu moodustavat ühikut (PFU)/ml, kuid oluliselt kõrgemad tiitrid (5 x 106 PFU/ml) kopsukoes. Replikatsiooni tipptiitrite korral arenes WA-1 tüve tropism LRT suunas. Vastupidi, alfa replikatsioon eelistas URT-d. Viirusekoormus kõigis ekskretoorsetes proovides ja vastavates retrotrahheaalses loputusproovides olid sarnased. Välja arvatud Omicron, võimaldas mudel erinevatel SARS-CoV-2 lenduvatel orgaanilistel ühenditel paljuneda ja erituda WA-1-ga sarnasel tasemel.

Seitse päeva pärast nakatumist (dpi) oli alfa- ja deltainfektsiooniga kontakthiirte suremus 100%, samas kui WA-1 tüve, beeta-VOC ja gamma-VOC nakkuste suremus oli 75%, 86% ja 56%. vastavalt. On tõenäoline, et mudelis oli kontaktidele edastamise edukuse hindamiseks olemas indeksi hajumise tiitri läviväärtus (≥ 1,2 x 104 PFU/ml). WA-1 tüve, beeta-VOC ja gamma-VOC infektsioonid, mille ülekanne erines alguse, valmimisaja ja valmimisastme poolest, andsid üldiselt sarnased tsütokiini vastused.

WA-1 ΔORF8 eraldatud viiruskoormus ja URT viiruskoormus olid vastavalt 5 x 102 ja 1 x 103 PFU/ml, oluliselt madalamad kui WA-1 või WA-1 ΔORF6 puhul ning nakkuslikud viirused olid indekshiirtel endiselt tuvastatavad 5 dpi juures, mis näitab viiruse ORF-i aeglasemat aeglustumist8 puudumisel. WA-1 ΔORF8 edastamine oli katse lõpuni puudulik. Lisaks oli maksimaalne viiruse tiiter WA-1-ΔORF8 kontakthiirtel 7, 5 × 103 PFU / ml, mis oli madalam kui WA-1-ΔORF6 ja WA-1 puhul.

Diplom

Üldiselt näitasid uuringu tulemused, et mitteinvasiivne vastsündinute hiiremudel võib paljastada SARS-CoV-2 lenduvate orgaaniliste ühendite, välja arvatud Omicron, ülekandedünaamika ja et ORF8 on SARS-CoV-2 ülekande jaoks ülioluline.

*Oluline MÄRKUS:bioRxiv avaldab esialgseid teaduslikke aruandeid, mida ei ole eelretsenseeritud ja mida ei tohiks seetõttu pidada lõplikuks, mis on mõeldud kliinilise praktika/tervisega seotud käitumise suunamiseks ega käsitletud teabena.

Viide:

• 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