Modelo baseado em camundongos recém-nascidos estabelecido que permite a transmissão de isolados clínicos de SARS-CoV-2

Modelo baseado em camundongos recém-nascidos estabelecido que permite a transmissão de isolados clínicos de SARS-CoV-2

Num estudo recente publicado em bioRxiv * Servidor de pré-impressão: Os pesquisadores desenvolveram um modelo de camundongo recém-nascido que permite a transmissão do coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave (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:O bioRxiv publica relatórios científicos preliminares que não são revisados ​​por pares e, portanto, não devem ser considerados conclusivos, destinados a orientar a prática clínica/comportamento relacionado à saúde ou tratados como informações estabelecidas.

fundo

Hamsters e furões são usados ​​rotineiramente para modelar a patogênese do SARS-CoV-2; No entanto, ambos os modelos animais não têm potencial para manipulação genética para avaliar os fatores determinantes do hospedeiro na transmissão do vírus. Portanto, não está claro quais substituições de aminoácidos específicas de COV do SARS-CoV-2 e quais mecanismos do hospedeiro induzidos pelo SARS-CoV-2 contribuem para a transmissão.

Os ratos são opções de baixo custo e amplamente disponíveis, com kits de ferramentas genéticas e reagentes versáteis e menos desafios na criação e regulamentação; Contudo, a transmissão do SARS-CoV-2 em ratos adultos não foi documentada. Os autores do presente estudo estabeleceram anteriormente camundongos recém-nascidos de quatro a sete dias de idade como modelos eficazes para a transmissão do IAV (vírus influenza A).

Sobre o estudo

No presente estudo, os pesquisadores ampliaram sua análise anterior e apresentaram um modelo de camundongo neonatal que expressa a enzima conversora de angiotensina 2 humana K18 (hACE2) que transmitiu SARS-CoV-2 e examinou a transmissão de COV SARS-CoV-2 passada e atualmente circulante.

A equipe caracterizou o tropismo do SARS-CoV-2, a replicação e a transmissão da cepa SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1 (WA-1) em comparação com os VOCs Alpha, Beta, Gamma, Delta e Omicron. Eles também caracterizaram a transmissão de dois vírus SARS-CoV-2 recombinantes que não possuem as proteínas adicionais de quadro de leitura aberta 6 (ORF6) ou ORF8. Camundongos e camundongos machos C57BL/6 (hACE2-/-) fêmea e C57BL/6 K18-hACE2+/+ foram combinados para gerar descendentes K18-hACE2+/- permissivos a WA-1. Filhotes de caso índice de quatro a sete dias de idade foram infectados por via intranasal com WA-1.

A sobrevivência e o peso dos filhotes foram monitorados diariamente e amostras excretórias (secreções nasais) foram coletadas longitudinalmente dos filhotes índice e dos filhotes em seu contato próximo. A cinética de excreção do trato respiratório superior (URT) foi usada para avaliar infecções virais, e a perda de peso foi denominada morbidade induzida por SARS-CoV-2. Amostras de secreção nasal foram submetidas a ensaios quantitativos de reação em cadeia da polimerase por transcrição reversa (RT-qPCR) e ensaios de placas foram realizados em células VeroE6 superexpressando a protease transmembrana serina 2 (TMPRSS2) e ACE2.

A análise imuno-histoquímica (IHQ) foi realizada nos tecidos nasofaríngeos de filhotes índice corados para a proteína do nucleocapsídeo (N) do SARS-CoV-2. Partículas infecciosas de SARS-CoV-2 em lavagens retrotraqueais e homogenatos pulmonares foram medidas para avaliar o tropismo viral para o TRS e o trato respiratório inferior (TRV), respectivamente. As citocinas presentes nas amostras de excreção de URT de camundongos recém-nascidos infectados por SARS-CoV-2 também foram analisadas.

Para avaliar a cinética de transmissão do SARS-CoV-2, a muda diária de camundongos de contato foi usada como um indicador de replicação bem-sucedida do vírus. As amostras excretórias foram analisadas por meio de ensaios imunoenzimáticos multiplex (ELISA). Além disso, camundongos foram infectados com SARS-CoV-2 sem ORF6 (WA-1 ΔORF6) ou sem ORF8 (WA-1 ΔORF8), e suas amostras de excreção, fluidos de lavagem retrotraqueal e amostras de pulmão foram coletadas para avaliar a eliminação de SARS-CoV-2, replicação URT e replicação LRT, respectivamente. A quantidade de vírus infeccioso foi quantificada utilizando ensaios de placa.

Resultados

Camundongos neonatos que expressam K18-hACE2 apoiaram eficientemente a transmissão de SARS-CoV-2 WA-1, e os COVs de SARS-CoV-2 mostraram tropismo pronunciado e dinâmica de replicação nos neonatos índices. ORF8 provou ser crucial para o sucesso da transmissão do SARS-CoV-2. A morbidade e a mortalidade foram equilibradas em dois a três dias em camundongos de contato em comparação com camundongos índice, e o ácido ribonucleico (RNA) SARS-CoV-2 foi detectado em camundongos de contato, indicando transmissão de SARS-CoV-2.

Aos quatro dpi, as partículas de SARS-CoV-2 foram eliminadas por todos os filhotes de contato, representando 100% de eficiência na transmissão de WA-1, e a detecção de SARS-CoV-2 nos camundongos recém-nascidos que liberaram amostras sugeriu uma infecção robusta por SARS-CoV-2 no trato respiratório superior. Além disso, células infectadas por SARS-CoV-2 foram identificadas nas células epiteliais olfatórias superiores, indicando replicação de WA-1 no URT.

Os ratos infectados com Omicron excretaram pequenas quantidades de SARS-CoV-2. Para a cepa WA-1, os títulos de SARS-CoV-2 excretados foram de 105 unidades formadoras de placas (PFU)/ml no trato respiratório superior, mas títulos significativamente mais elevados (5 x 106 PFU/ml) no tecido pulmonar. Nos títulos máximos de replicação, o tropismo da cepa WA-1 progrediu em direção ao LRT. Pelo contrário, a replicação alfa favoreceu a URT. As cargas virais em todas as amostras excretórias e nas correspondentes amostras de lavado retrotraqueal foram semelhantes. Com exceção do Omicron, o modelo permitiu que vários VOCs do SARS-CoV-2 se replicassem e excretassem em níveis semelhantes ao WA-1.

Sete dias após a infecção (dpi), camundongos de contato com infecções alfa e delta apresentaram 100% de mortalidade, enquanto as taxas de mortalidade para a cepa WA-1, infecções por beta-COV e gama-COV foram de 75%, 86% e 56%. respectivamente. É provável que existisse no modelo um valor limite para o título de eliminação do índice (≥ 1,2 x 104 PFU/ml) para estimar o sucesso da transmissão aos contactos. Infecções por cepa WA-1, beta-COV e gama-COV, cuja transmissão diferia em início, tempo de conclusão e grau de conclusão, resultaram em respostas globais de citocinas semelhantes.

As cargas virais de WA-1 ΔORF8 e as cargas virais de URT foram de 5 x 102 e 1 x 103 PFU/ml, respectivamente, significativamente mais baixas do que aquelas para WA-1 ou WA-1 ΔORF6, e os vírus infecciosos ainda eram detectáveis ​​em camundongos índice em cinco dpi, indicando uma desaceleração mais lenta da depuração viral na ausência de ORF8. A transmissão do WA-1 ΔORF8 ficou incompleta até o final do experimento. Além disso, o título máximo de vírus em camundongos de contato WA-1-ΔORF8 foi de 7,5 × 103 PFU/ml, que foi inferior ao de WA-1-ΔORF6 e WA-1.

Diploma

No geral, os resultados do estudo mostraram que o modelo de rato neonatal não invasivo pode revelar a dinâmica de transmissão dos VOCs do SARS-CoV-2, exceto Omicron, e que o ORF8 é crucial para a transmissão do SARS-CoV-2.

*NOTA IMPORTANTE:O bioRxiv publica relatórios científicos preliminares que não são revisados ​​por pares e, portanto, não devem ser considerados conclusivos, destinados a orientar a prática clínica/comportamento relacionado à saúde ou tratados como informações estabelecidas.

Referência:

• 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