Vytvorený model na báze novorodencov na myšiach, ktorý umožňuje prenos klinických izolátov SARS-CoV-2

Vytvorený model na báze novorodencov na myšiach, ktorý umožňuje prenos klinických izolátov SARS-CoV-2

V nedávnej štúdii publikovanej v bioRxiv * Predtlačový server: Výskumníci vyvinuli model novorodeneckej myši, ktorý umožňuje prenos závažného akútneho respiračného syndrómu koronavírusu 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

*Dôležitá POZNÁMKA:bioRxiv publikuje predbežné vedecké správy, ktoré nie sú recenzované odborníkmi, a preto by sa nemali považovať za presvedčivé, určené na usmernenie klinickej praxe/správania súvisiaceho so zdravím, alebo by sa s nimi nemalo zaobchádzať ako s overenými informáciami.

pozadia

Škrečky a fretky sa bežne používajú na modelovanie patogenézy SARS-CoV-2; Obom zvieracím modelom však chýba potenciál na genetickú manipuláciu na posúdenie faktorov prenosu vírusu určujúcich hostiteľa. Preto nie je jasné, ktoré substitúcie aminokyselín špecifické pre SARS-CoV-2 a hostiteľské mechanizmy vyvolané SARS-CoV-2 prispievajú k prenosu.

Myši sú lacné a široko dostupné možnosti s všestrannými genetickými a reagenčnými sadami nástrojov a menším počtom problémov v chove a regulácii; Prenos SARS-CoV-2 u dospelých myší však nebol zdokumentovaný. Autori tejto štúdie predtým stanovili štvor- až sedemdňové novorodené myši ako účinné modely prenosu IAV (vírus chrípky A).

O štúdiu

V tejto štúdii výskumníci rozšírili svoju predchádzajúcu analýzu a predstavili model neonatálnej myši exprimujúci ľudský angiotenzín-konvertujúci enzým 2 (hACE2) K18, ktorý prenášal SARS-CoV-2 a skúmal minulý a v súčasnosti cirkulujúci prenos VOC SARS-CoV-2.

Tím charakterizoval tropizmus SARS-CoV-2, replikáciu a prenos kmeňa SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1 (WA-1) v porovnaní s VOC Alpha, Beta, Gamma, Delta a Omicron. Charakterizovali tiež prenos dvoch rekombinantných vírusov SARS-CoV-2, ktorým chýba dodatočný otvorený čítací rámec 6 (ORF6) alebo proteíny ORF8. Samice C57BL/6 (hACE2-/-) a C57BL/6 K18-hACE2+/+ samce myší a myší sa spojili, aby sa vytvorili K18-hACE2+/- potomstvo permisívne voči WA-1. Štvor- až sedemdňové mláďatá s indexovým prípadom boli intranazálne infikované WA-1.

Prežitie a hmotnosť mláďat sa monitorovali denne a vzorky vylučovania (nosové sekréty) sa zbierali pozdĺžne od mláďat s indexom a mláďat, ktoré boli v ich blízkom kontakte. Kinetika vylučovania horných dýchacích ciest (URT) sa použila na hodnotenie vírusových infekcií a strata hmotnosti sa označila ako morbidita vyvolaná SARS-CoV-2. Vzorky nazálneho sekrétu boli podrobené kvantitatívnym testom reverznej transkripcie-polymerázovej reťazovej reakcie (RT-qPCR) a plakové testy boli uskutočnené na VeroE6 bunkách nadmerne exprimujúcich transmembránovú proteázu serín 2 (TMPRSS2) a ACE2.

Imunohistochemická (IHC) analýza sa uskutočnila na nazofaryngeálnych tkanivách indexových mláďat zafarbených na nukleokapsidový (N) proteín SARS-CoV-2. Infekčné častice SARS-CoV-2 v retrotracheálnych výplachoch a pľúcnych homogenátoch sa merali na vyhodnotenie vírusového tropizmu pre URT a dolné dýchacie cesty (LRT). Analyzovali sa aj cytokíny prítomné vo vzorkách vylučovania URT z novorodených myší infikovaných SARS-CoV-2.

Na posúdenie kinetiky prenosu SARS-CoV-2 sa ako indikátor úspešnej replikácie vírusu použilo denné línanie kontaktných myší. Vylučovacie vzorky sa analyzovali použitím multiplexných enzymatických imunosorbčných testov (ELISA). Okrem toho boli myši infikované SARS-CoV-2 bez ORF6 (WA-1 ΔORF6) alebo bez ORF8 (WA-1 ΔORF8) a odoberali sa vzorky ich vylučovania, tekutiny z retrotracheálnej laváže a vzorky pľúc, aby sa vyhodnotilo vylučovanie SARS-CoV-2, replikácia URT a replikácia LRT. Množstvo infekčného vírusu sa kvantifikovalo pomocou plakových testov.

Výsledky

Neonatálne myši exprimujúce K18-hACE2 účinne podporovali prenos SARS-CoV-2 WA-1 a VOC SARS-CoV-2 vykazovali výrazný tropizmus a dynamiku replikácie u indexových novorodencov. Ukázalo sa, že ORF8 je kľúčový pre úspešný prenos SARS-CoV-2. Morbidita a úmrtnosť boli vyvážené o dva až tri dni u kontaktných myší v porovnaní s indexovými myšami a u kontaktných myší bola zistená SARS-CoV-2 ribonukleová kyselina (RNA), čo naznačuje prenos SARS-CoV-2.

Pri štyroch dpi boli častice SARS-CoV-2 vylučované všetkými kontaktnými mláďatami, čo predstavuje 100 % účinnosť prenosu WA-1, a detekcia SARS-CoV-2 vo vzorkách novorodencov uvoľňujúcich sa u myší naznačovala silnú infekciu SARS-CoV-2 v horných dýchacích cestách. Okrem toho boli bunky infikované SARS-CoV-2 identifikované v horných čuchových epiteliálnych bunkách, čo naznačuje replikáciu WA-1 v URT.

Myši infikované Omicronom vylučovali malé množstvá SARS-CoV-2. V prípade kmeňa WA-1 boli titre vylúčeného SARS-CoV-2 105 jednotiek tvoriacich plaky (PFU)/ml v horných dýchacích cestách, ale výrazne vyššie titre (5 x 106 PFU/ml) v pľúcnom tkanive. Pri vrcholových replikačných titroch tropizmus kmeňa WA-1 progredoval smerom k LRT. Naopak, alfa replikácia uprednostňovala URT. Vírusové záťaže vo všetkých exkrečných vzorkách a zodpovedajúcich vzorkách retrotracheálnej laváže boli podobné. S výnimkou Omicron model umožnil replikovať a vylučovať rôzne VOC SARS-CoV-2 na úrovniach podobných WA-1.

Sedem dní po infekcii (dpi) vykazovali kontaktné myši s infekciami alfa a delta 100 % úmrtnosť, zatiaľ čo úmrtnosť na kmeň WA-1, beta-VOC a gama-VOC infekcie bola 75 %, 86 % a 56 %. resp. Je pravdepodobné, že v modeli existovala prahová hodnota pre titer uvoľňovania indexu (≥ 1,2 x 104 PFU/ml) na odhad úspešnosti prenosu na kontakty. Infekcie kmeňa WA-1, beta-VOC a gama-VOC, ktorých prenos sa líšil nástupom, časom dokončenia a stupňom dokončenia, viedli k celkovo podobným cytokínovým reakciám.

WA-1 ΔORF8 vylučovala vírusovú záťaž a vírusová záťaž URT bola 5 x 102 a 1 x 103 PFU/ml, v uvedenom poradí, výrazne nižšia ako u WA-1 alebo WA-1 ΔORF6, a infekčné vírusy boli stále detegovateľné u indexových myší pri piatich dpi, čo naznačuje pomalšie spomalenie klírensu vírusu v neprítomnosti ORF8. Prenos WA-1 AORF8 bol až do konca experimentu neúplný. Okrem toho maximálny titer vírusu u kontaktných myší WA-1-AORF8 bol 7,5 x 103 PFU/ml, čo bolo nižšie ako u WA-1-AORF6 a WA-1.

Diplom

Celkovo výsledky štúdie ukázali, že neinvazívny model novorodeneckej myši môže odhaliť dynamiku prenosu VOC SARS-CoV-2 okrem Omicron a že ORF8 je rozhodujúci pre prenos SARS-CoV-2.

*Dôležitá POZNÁMKA:bioRxiv publikuje predbežné vedecké správy, ktoré nie sú recenzované odborníkmi, a preto by sa nemali považovať za presvedčivé, určené na usmernenie klinickej praxe/správania súvisiaceho so zdravím, alebo by sa s nimi nemalo zaobchádzať ako s overenými informáciami.

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