Újszülött egér alapú modellt hoztak létre, amely lehetővé teszi a klinikai SARS-CoV-2 izolátumok átvitelét

Újszülött egér alapú modellt hoztak létre, amely lehetővé teszi a klinikai SARS-CoV-2 izolátumok átvitelét

Egy nemrégiben megjelent tanulmányban bioRxiv * Preprint szerver: A kutatók újszülött egérmodellt fejlesztettek ki, amely lehetővé teszi a súlyos akut légúti szindróma koronavírus 2 (SARS-CoV-2) átvitelét.

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

*Fontos MEGJEGYZÉS:A bioRxiv olyan előzetes tudományos jelentéseket tesz közzé, amelyek nem szakértői értékelések, ezért nem tekinthetők meggyőzőnek, a klinikai gyakorlat/egészségügyi viselkedés iránymutatására szolgálnak, vagy megalapozott információként kezelhetők.

háttér

A SARS-CoV-2 patogenezisének modellezésére rutinszerűen hörcsögöket és görényeket használnak; Azonban mindkét állatmodellből hiányzik a genetikai manipuláció lehetősége a vírusátvitel gazdaszervezet-meghatározó tényezőinek felmérésére. Ezért nem világos, hogy a SARS-CoV-2 VOC-specifikus aminosav-szubsztitúciók és a SARS-CoV-2 által kiváltott gazdaszervezetek mely mechanizmusai járulnak hozzá a átvitelhez.

Az egerek alacsony költségű és széles körben elérhető lehetőségek, sokoldalú genetikai és reagens eszközkészletekkel, valamint kevesebb kihívással a tenyésztés és szabályozás terén; A SARS-CoV-2 felnőtt egerekben történő átvitelét azonban nem dokumentálták. A jelen tanulmány szerzői korábban négy-hét napos újszülött egereket állapítottak meg az IAV (influenza A vírus) átvitelének hatékony modelljeként.

A tanulmányról

A jelen tanulmányban a kutatók kiterjesztették korábbi elemzésüket, és bemutattak egy K18 humán angiotenzin-konvertáló enzim 2-t (hACE2) expresszáló újszülött egérmodellt, amely továbbította a SARS-CoV-2-t, és megvizsgálta a SARS-CoV-2 múltbeli és jelenleg keringő VOC átvitelét.

A csapat a SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1 (WA-1) SARS-CoV-2 tropizmusát, replikációját és átvitelét jellemezte az Alpha, Beta, Gamma, Delta és Omicron VOC-okhoz képest. Két olyan rekombináns SARS-CoV-2 vírus átvitelét is jellemezték, amelyekből hiányzik a további nyitott leolvasási keret 6 (ORF6) vagy ORF8 fehérje. C57BL/6 (hACE2-/-) nőstény és C57BL/6 K18-hACE2+/+ hím egereket és egereket kombináltunk, hogy K18-hACE2+/- utódokat hozzunk létre, amelyek megengedik a WA-1-et. A négy-hét napos indexes kölykök intranazálisan fertőződtek WA-1-gyel.

A kölykök túlélését és súlyát naponta ellenőriztük, és a kiválasztó mintákat (orrváladékot) longitudinálisan gyűjtöttük az indexkölykökből és a szorosan érintkező kölykökből. A felső légúti kiválasztás kinetikáját (URT) alkalmazták a vírusfertőzések értékelésére, a súlycsökkenést pedig SARS-CoV-2 okozta morbiditásnak nevezték. A nazális szekréciós mintákat kvantitatív reverz transzkripciós-polimeráz láncreakciós (RT-qPCR) vizsgálatnak vetettük alá, és plakk vizsgálatokat végeztünk a transzmembrán proteáz szerin 2-t (TMPRSS2) és ACE2-t túltermelő VeroE6 sejteken.

Immunhisztokémiai (IHC) elemzést végeztünk a SARS-CoV-2 nukleokapszid (N) fehérjére festett index kölykök orrgarat szövetein. A fertőző SARS-CoV-2 részecskéket retrotracheális öblítésekben és tüdőhomogenizátumokban mértük, hogy felmérjük a vírus tropizmusát az URT és az alsó légúti traktus (LRT) tekintetében. A SARS-CoV-2-vel fertőzött újszülött egerek URT-kiválasztási mintáiban jelenlévő citokineket is elemezték.

A SARS-CoV-2 transzmissziós kinetikájának felmérésére a kontakt egerek napi vedlését használták a sikeres vírusreplikáció indikátoraként. A kiválasztó mintákat multiplex enzimhez kötött immunszorbens vizsgálattal (ELISA) elemeztük. Ezenkívül az egereket SARS-CoV-2-vel ORF6 nélkül (WA-1 ΔORF6) vagy ORF8 nélkül (WA-1 ΔORF8) fertőztük meg, és kiválasztási mintáikat, retrotracheális mosófolyadékukat és tüdőmintákat gyűjtöttünk a leadott SARS-CoV-2, az URT replikáció és az LRT replikáció értékelésére. A fertőző vírus mennyiségét plakk vizsgálatok segítségével határoztuk meg.

Eredmények

A K18-hACE2-t expresszáló újszülött egerek hatékonyan támogatták a SARS-CoV-2 WA-1 átvitelét, és a SARS-CoV-2 VOC-k kifejezett tropizmust és replikációs dinamikát mutattak az index újszülöttekben. Az ORF8 kulcsfontosságúnak bizonyult a SARS-CoV-2 sikeres átvitelében. A morbiditást és a mortalitást a kontakt egereknél két-három nap egyensúlyozta az indexegerekhez képest, és SARS-CoV-2 ribonukleinsavat (RNS) mutattak ki kontakt egerekben, ami SARS-CoV-2 átvitelre utal.

Négy dpi-nél a SARS-CoV-2 részecskéket minden kontakt kölyök ürítette ki, ami a WA-1 átvitel 100%-os hatékonyságát jelenti, és a SARS-CoV-2 kimutatása az újszülött egereknél, amelyek a mintákat ürítették, robusztus SARS-CoV-2 fertőzésre utalt a felső légutakban. Ezenkívül SARS-CoV-2-vel fertőzött sejteket azonosítottak a felső szaglóhámsejtekben, ami a WA-1 replikációját jelzi az URT-ben.

Az Omicronnal fertőzött egerek kis mennyiségű SARS-CoV-2-t ürítettek ki. A WA-1 törzs esetében a kiválasztott SARS-CoV-2 titer 105 plakkképző egység (PFU)/ml volt a felső légutakban, de szignifikánsan magasabb titer (5 x 106 PFU/ml) a tüdőszövetben. A replikációs csúcstitereknél a WA-1 törzs tropizmusa az LRT felé haladt. Éppen ellenkezőleg, az alfa-replikáció az URT-t kedvezett. A vírusterhelés minden kiválasztó mintában és a megfelelő retrotracheális mosómintában hasonló volt. Az Omicron kivételével a modell lehetővé tette, hogy a SARS-CoV-2 különböző VOC-jai a WA-1-hez hasonló szinten replikálódjanak és ürüljenek ki.

Hét nappal a fertőzés után (dpi) az alfa és delta fertőzésben szenvedő kontakt egerek 100%-os mortalitást mutattak, míg a WA-1 törzs, a béta-VOC és a gamma-VOC fertőzések halálozási aránya 75%, 86% és 56%. illetőleg. Valószínű, hogy a modellben létezett egy küszöbérték az index leválási titerére (≥ 1,2 x 104 PFU/ml), amely megbecsüli az érintkezők felé történő átvitel sikerét. A WA-1 törzs, a béta-VOC és a gamma-VOC fertőzések, amelyek átvitele különbözött a kezdetben, a befejezési időpontban és a befejeződés mértékében, összességében hasonló citokinválaszokat eredményeztek.

A WA-1 ΔORF8 leadott vírusterhelése 5 x 102, illetve 1 x 103 PFU/ml volt, ami szignifikánsan alacsonyabb volt, mint a WA-1 vagy WA-1 ΔORF6 esetében, és a fertőző vírusok továbbra is kimutathatók voltak az index egerekben öt dpi-nél, ami azt jelzi, hogy a vírus kiürülésének hiánya lassabb8. A WA-1 ΔORF8 átvitele a kísérlet végéig nem volt teljes. Ezenkívül a maximális vírustiter a WA-1-ΔORF8 kontakt egerekben 7,5 × 103 PFU/ml volt, ami alacsonyabb volt, mint a WA-1-ΔORF6 és WA-1 esetében.

Oklevél

Összességében a vizsgálati eredmények azt mutatták, hogy a nem invazív újszülött egérmodell feltárhatja a SARS-CoV-2 VOC-k átviteli dinamikáját, kivéve az Omicront, és hogy az ORF8 kulcsfontosságú a SARS-CoV-2 átvitelében.

*Fontos MEGJEGYZÉS:A bioRxiv olyan előzetes tudományos jelentéseket tesz közzé, amelyek nem szakértői értékelések, ezért nem tekinthetők meggyőzőnek, a klinikai gyakorlat/egészségügyi viselkedés iránymutatására szolgálnak, vagy megalapozott információként kezelhetők.

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