Izveidots jaundzimušo peles modelis, kas ļauj pārraidīt klīniskos SARS-CoV-2 izolātus

Izveidots jaundzimušo peles modelis, kas ļauj pārraidīt klīniskos SARS-CoV-2 izolātus

Nesenā pētījumā, kas publicēts bioRxiv * Priekšdrukas serveris: pētnieki ir izstrādājuši jaundzimušo peles modeli, kas nodrošina smaga akūta respiratorā sindroma koronavīrusa 2 (SARS-CoV-2) pārnešanu.

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

*Svarīga PIEZĪME:bioRxiv publicē provizoriskus zinātniskus ziņojumus, kas nav salīdzinoši pārskatīti, un tāpēc tos nevajadzētu uzskatīt par pārliecinošiem, kas paredzēti, lai vadītu klīnisko praksi/veselību saistītu uzvedību, vai uzskatīti par vispāratzītu informāciju.

fons

Kāmjus un seskus regulāri izmanto, lai modelētu SARS-CoV-2 patoģenēzi; Tomēr abiem dzīvnieku modeļiem trūkst ģenētiskas manipulācijas potenciāla, lai novērtētu vīrusa pārnešanas saimnieku noteicošos faktorus. Tāpēc nav skaidrs, kuras SARS-CoV-2 GOS specifiskās aminoskābju aizstāšanas un SARS-CoV-2 izraisītie saimniekmehānismi veicina transmisiju.

Peles ir lētas un plaši pieejamas iespējas ar daudzpusīgiem ģenētiskiem un reaģentu rīku komplektiem un mazāk izaicinājumu audzēšanā un regulēšanā; Tomēr SARS-CoV-2 pārnešana pieaugušām pelēm nav dokumentēta. Šī pētījuma autori iepriekš noteica četras līdz septiņas dienas vecas jaundzimušo peles kā efektīvus IAV (A gripas vīrusa) pārnešanas modeļus.

Par pētījumu

Šajā pētījumā pētnieki paplašināja savu iepriekšējo analīzi un iepazīstināja ar K18 cilvēka angiotenzīnu konvertējošā enzīma 2 (hACE2) ekspresējošu jaundzimušo peles modeli, kas pārraidīja SARS-CoV-2 un pārbaudīja iepriekšējo un pašlaik cirkulējošo SARS-CoV-2 GOS transmisiju.

Komanda raksturoja SARS-CoV-2 tropismu, replikāciju un SARS-CoV-2 celma Wuhan-Hu-1 (WA-1) pārnešanu salīdzinājumā ar GOS alfa, beta, gamma, delta un omikronu. Viņi arī raksturoja divu rekombinanto SARS-CoV-2 vīrusu pārnešanu, kuriem trūkst papildu atvērtā lasīšanas rāmja 6 (ORF6) vai ORF8 proteīnu. C57BL/6 (hACE2-/-) mātītes un C57BL/6 K18-hACE2+/+ vīriešu kārtas peles un peles tika apvienotas, lai radītu K18-hACE2+/- pēcnācējus, kas pieļauj WA-1. Četru līdz septiņu dienu veci mazuļi intranazāli tika inficēti ar WA-1.

Kucēnu izdzīvošana un svars tika uzraudzīti katru dienu, un ekskrēcijas paraugi (deguna izdalījumi) tika savākti gareniski no indeksa mazuļiem un mazuļiem, kas atradās viņu ciešā kontaktā. Lai novērtētu vīrusu infekcijas, tika izmantota augšējo elpceļu ekskrēcijas kinētika (URT), un svara zudums tika saukts par SARS-CoV-2 izraisītu saslimstību. Deguna sekrēcijas paraugi tika pakļauti kvantitatīviem reversās transkripcijas-polimerāzes ķēdes reakcijas (RT-qPCR) testiem, un aplikuma testi tika veikti ar VeroE6 šūnām, kas pārmērīgi ekspresē transmembrānu proteāzes serīnu 2 (TMPRSS2) un ACE2.

Imūnhistoķīmiskā (IHC) analīze tika veikta indeksa mazuļu nazofaringeālajiem audiem, kas krāsoti pēc SARS-CoV-2 nukleokapsīda (N) proteīna. Tika mērītas infekciozās SARS-CoV-2 daļiņas retrotraheālās skalošanas un plaušu homogenātos, lai novērtētu vīrusu tropismu attiecīgi URT un apakšējo elpceļu (LRT) gadījumā. Tika analizēti arī citokīni, kas atrodas URT izdalīšanās paraugos no SARS-CoV-2 inficētām jaundzimušo pelēm.

Lai novērtētu SARS-CoV-2 transmisijas kinētiku, kā veiksmīgas vīrusa replikācijas indikators tika izmantota kontaktpeļu ikdienas kausēšana. Ekskrēcijas paraugi tika analizēti, izmantojot multipleksus ar enzīmu saistītos imūnsorbcijas testus (ELISA). Turklāt peles tika inficētas ar SARS-CoV-2 bez ORF6 (WA-1 ΔORF6) vai bez ORF8 (WA-1 ΔORF8), un tika savākti to ekskrēcijas paraugi, retrotraheālās skalošanas šķidrumi un plaušu paraugi, lai novērtētu attiecīgi izdalīto SARS-CoV-2, URT replikāciju un LRT replikāciju. Infekciozā vīrusa daudzums tika noteikts, izmantojot aplikuma testus.

Rezultāti

K18-hACE2 ekspresējošās jaundzimušo peles efektīvi atbalstīja SARS-CoV-2 WA-1 pārnešanu, un SARS-CoV-2 GOS uzrādīja izteiktu tropismu un replikācijas dinamiku indeksa jaundzimušajiem. ORF8 izrādījās izšķirošs SARS-CoV-2 veiksmīgai pārnešanai. Saslimstība un mirstība tika līdzsvarota ar divām līdz trim dienām kontaktpelēm, salīdzinot ar indeksa pelēm, un SARS-CoV-2 ribonukleīnskābe (RNS) tika konstatēta kontaktpelēm, kas liecina par SARS-CoV-2 transmisiju.

Pie četrām dpi SARS-CoV-2 daļiņas izdalīja visi kontakta mazuļi, kas atspoguļo 100% WA-1 pārnešanas efektivitāti, un SARS-CoV-2 noteikšana jaundzimušajām pelēm, kas izdalīja paraugus, liecināja par spēcīgu SARS-CoV-2 infekciju augšējos elpceļos. Turklāt augšējās ožas epitēlija šūnās tika identificētas ar SARS-CoV-2 inficētas šūnas, kas norāda uz WA-1 replikāciju URT.

Peles, kas inficētas ar Omicron, izdalīja nelielu daudzumu SARS-CoV-2. WA-1 celmam izdalītie SARS-CoV-2 titri augšējos elpceļos bija 105 aplikumu veidojošās vienības (PFU)/ml, bet ievērojami augstāki titri (5 x 106 PFU/ml) plaušu audos. Maksimālajos replikācijas titros WA-1 celma tropisms progresēja LRT virzienā. Gluži pretēji, alfa replikācija deva priekšroku URT. Vīrusu slodze visos ekskrēcijas paraugos un atbilstošajos retrotraheālās skalošanas paraugos bija līdzīga. Izņemot Omicron, modelis ļāva dažādiem SARS-CoV-2 GOS replicēt un izdalīties līdzīgā līmenī kā WA-1.

Septiņas dienas pēc inficēšanās (dpi) kontaktpelēm ar alfa un delta infekcijām bija 100% mirstība, savukārt WA-1 celma, beta-GOS un gamma-GOS infekciju mirstības līmenis bija 75%, 86% un 56%. attiecīgi. Iespējams, ka modelī pastāvēja indeksa izkliedēšanas titra sliekšņa vērtība (≥ 1,2 x 104 PFU/ml), lai novērtētu pārraides panākumus kontaktiem. WA-1 celma, beta-GOS un gamma-GOS infekcijas, kuru pārnešana atšķīrās pēc sākuma, pabeigšanas laika un pabeigšanas pakāpes, kopumā izraisīja līdzīgas citokīnu atbildes reakcijas.

WA-1 ΔORF8 izdalītā vīrusu slodze un URT vīrusu slodze bija attiecīgi 5 x 102 un 1 x 103 PFU/ml, ievērojami zemāka nekā WA-1 vai WA-1 ΔORF6, un infekciozie vīrusi joprojām bija nosakāmi indeksa pelēm pie piecām dpi, kas liecina par lēnāku ORF8 palēnināšanās palēnināšanos. WA-1 ΔORF8 pārraide bija nepilnīga līdz eksperimenta beigām. Turklāt maksimālais vīrusa titrs WA-1-ΔORF8 kontaktpelēm bija 7, 5 × 103 PFU / ml, kas bija zemāks nekā WA-1-ΔORF6 un WA-1.

Diploms

Kopumā pētījuma rezultāti parādīja, ka neinvazīvās jaundzimušo peles modelis var atklāt SARS-CoV-2 GOS, izņemot Omicron, transmisijas dinamiku un ka ORF8 ir izšķiroša nozīme SARS-CoV-2 pārraidei.

*Svarīga PIEZĪME:bioRxiv publicē provizoriskus zinātniskus ziņojumus, kas nav salīdzinoši pārskatīti, un tāpēc tos nevajadzētu uzskatīt par pārliecinošiem, kas paredzēti, lai vadītu klīnisko praksi/veselību saistītu uzvedību, vai uzskatīti par vispāratzītu informāciju.

Atsauce:

• 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