Uspostavljen model temeljen na novorođenom mišu koji omogućuje prijenos kliničkih izolata SARS-CoV-2

Uspostavljen model temeljen na novorođenom mišu koji omogućuje prijenos kliničkih izolata SARS-CoV-2

U nedavnoj studiji objavljenoj u bioRxiv * Preprint server: Istraživači su razvili model novorođenog miša koji omogućuje prijenos teškog akutnog respiratornog sindroma 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

*Važna NAPOMENA:bioRxiv objavljuje preliminarna znanstvena izvješća koja nisu recenzirana i stoga se ne bi trebala smatrati uvjerljivima, namijenjena usmjeravanju kliničke prakse/ponašanja u vezi sa zdravljem, niti ih treba tretirati kao utvrđenu informaciju.

pozadina

Hrčci i tvorovi se rutinski koriste za modeliranje patogeneze SARS-CoV-2; Međutim, oba životinjska modela nemaju potencijal za genetsku manipulaciju za procjenu čimbenika prijenosa virusa koji određuju domaćina. Stoga nije jasno koje SARS-CoV-2 VOC-specifične aminokiselinske supstitucije i SARS-CoV-2 inducirani mehanizmi domaćina doprinose prijenosu.

Miševi su jeftine i široko dostupne opcije s raznovrsnim genetskim i reagensima i manje izazova u uzgoju i regulaciji; Međutim, prijenos SARS-CoV-2 kod odraslih miševa nije dokumentiran. Autori ove studije prethodno su ustanovili novorođene miševe stare četiri do sedam dana kao učinkovite modele za prijenos IAV (virusa influence A).

O studiju

U ovoj studiji, istraživači su proširili svoju prethodnu analizu i predstavili model K18 ljudskog angiotenzin-konvertirajućeg enzima 2 (hACE2) koji eksprimira neonatalni mišji model koji je prenio SARS-CoV-2 i ispitao prošli i trenutno cirkulirajući prijenos VOC-a SARS-CoV-2.

Tim je opisao tropizam SARS-CoV-2, replikaciju i prijenos SARS-CoV-2 soja Wuhan-Hu-1 (WA-1) u usporedbi s HOS-evima Alfa, Beta, Gama, Delta i Omicron. Također su opisali prijenos dvaju rekombinantnih virusa SARS-CoV-2 kojima nedostaju dodatni otvoreni okvir čitanja 6 (ORF6) ili ORF8 proteini. C57BL/6 (hACE2-/-) ženke i C57BL/6 K18-hACE2+/+ mužjaci miševa i miševi kombinirani su kako bi se dobilo K18-hACE2+/- potomstvo permisivno za WA-1. Mladunci stari četiri do sedam dana bili su inficirani intranazalno s WA-1.

Preživljavanje i težina mladunaca praćeni su svakodnevno, a uzorci izlučivanja (nosni sekret) uzdužno su prikupljani od indeksnih mladunaca i mladunaca koji su bili u njihovom bliskom kontaktu. Kinetika izlučivanja gornjih dišnih putova (URT) korištena je za procjenu virusnih infekcija, a gubitak težine nazvan je morbiditetom izazvanim SARS-CoV-2. Uzorci nosnog sekreta podvrgnuti su kvantitativnoj reverznoj transkripciji-lančanoj reakciji polimeraze (RT-qPCR), a testovi plaka provedeni su na stanicama VeroE6 koje prekomjerno izražavaju transmembransku proteazu serin 2 (TMPRSS2) i ACE2.

Imunohistokemijska (IHC) analiza provedena je na tkivima nazofarinksa indeksnih mladunaca obojenih na SARS-CoV-2 nukleokapsid (N) protein. Zarazne čestice SARS-CoV-2 u retrotrahealnim ispircima i homogenatima pluća mjerene su kako bi se procijenio virusni tropizam za URT odnosno donji respiratorni trakt (LRT). Također su analizirani citokini prisutni u uzorcima izlučivanja URT novorođenih miševa zaraženih SARS-CoV-2.

Za procjenu kinetike prijenosa SARS-CoV-2, dnevno linjanje kontaktnih miševa korišteno je kao pokazatelj uspješne replikacije virusa. Uzorci izlučivanja analizirani su pomoću multipleksnih enzimskih imunoanaliza (ELISA). Osim toga, miševi su zaraženi SARS-CoV-2 bez ORF6 (WA-1 ΔORF6) ili bez ORF8 (WA-1 ΔORF8), a njihovi uzorci izlučivanja, tekućine retrotrahealne lavage i uzorci pluća prikupljeni su za procjenu izlučenog SARS-CoV-2, replikacije URT odnosno LRT replikacije. Količina infektivnog virusa je kvantificirana korištenjem testova plaka.

Rezultati

Neonatalni miševi s ekspresijom K18-hACE2 učinkovito su podržali prijenos SARS-CoV-2 WA-1, a VOC SARS-CoV-2 pokazali su izražen tropizam i dinamiku replikacije u novorođenčadi indeksa. ORF8 se pokazao ključnim za uspješan prijenos SARS-CoV-2. Morbiditet i mortalitet bili su uravnoteženi za dva do tri dana kod kontaktnih miševa u usporedbi s indeksnim miševima, a SARS-CoV-2 ribonukleinska kiselina (RNA) otkrivena je kod kontaktnih miševa, što ukazuje na prijenos SARS-CoV-2.

Pri četiri dpi, čestice SARS-CoV-2 izbacili su svi kontaktni mladunci, što predstavlja 100% učinkovitost prijenosa WA-1, a otkrivanje SARS-CoV-2 u uzorcima novorođenih miševa koji su izbacili sugeriralo je jaku infekciju SARS-CoV-2 u gornjim dišnim putevima. Nadalje, stanice zaražene SARS-CoV-2 identificirane su u gornjim olfaktornim epitelnim stanicama, što ukazuje na replikaciju WA-1 u URT-u.

Miševi zaraženi Omicronom izlučivali su male količine SARS-CoV-2. Za soj WA-1, izlučeni titri SARS-CoV-2 bili su 105 jedinica za stvaranje plaka (PFU)/ml u gornjim dišnim putevima, ali značajno viši titri (5 x 106 PFU/ml) u plućnom tkivu. Pri vršnim titrima replikacije, tropizam soja WA-1 napredovao je prema LRT. Naprotiv, alfa replikacija pogodovala je URT-u. Virusna opterećenja u svim uzorcima izlučivanja i odgovarajućim uzorcima retrotrahealnog ispiranja bila su slična. S iznimkom Omicrona, model je omogućio različitim HOS-evima SARS-CoV-2 da se repliciraju i izlučuju na razinama sličnim WA-1.

Sedam dana nakon infekcije (dpi), kontaktni miševi s alfa i delta infekcijama pokazali su 100% smrtnost, dok su stope smrtnosti za soj WA-1, beta-VOC i gama-VOC infekcije bile 75%, 86% i 56%. odnosno. Vjerojatno je u modelu postojala granična vrijednost za titar indeksa odvajanja (≥ 1,2 x 104 PFU/ml) za procjenu uspješnosti prijenosa kontaktima. Infekcije sojem WA-1, beta-VOC i gama-VOC, čiji se prijenos razlikovao po početku, vremenu završetka i stupnju završetka, rezultirale su općenito sličnim odgovorima citokina.

Virusna opterećenja WA-1 ΔORF8 i virusna opterećenja URT bila su 5 x 102 odnosno 1 x 103 PFU/ml, značajno niže od onih za WA-1 ili WA-1 ΔORF6, a infektivni virusi još su se mogli otkriti u indeksnim miševima pri pet dpi, što ukazuje na sporije usporavanje klirensa virusa u odsutnosti ORF8. Prijenos WA-1 ΔORF8 bio je nepotpun do kraja eksperimenta. Nadalje, maksimalni titar virusa u WA-1-ΔORF8 kontaktnih miševa bio je 7,5 × 103 PFU/ml, što je bilo niže od onoga za WA-1-ΔORF6 i WA-1.

Diploma

Sve u svemu, rezultati studije pokazali su da neinvazivni neonatalni mišji model može otkriti dinamiku prijenosa VOC-a SARS-CoV-2 osim Omicrona i da je ORF8 ključan za prijenos SARS-CoV-2.

*Važna NAPOMENA:bioRxiv objavljuje preliminarna znanstvena izvješća koja nisu recenzirana i stoga se ne bi trebala smatrati uvjerljivima, namijenjena usmjeravanju kliničke prakse/ponašanja u vezi sa zdravljem, niti ih treba tretirati kao utvrđenu informaciju.

Referenca:

• 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