Vzpostavljen model na osnovi novorojene miši, ki omogoča prenos kliničnih izolatov SARS-CoV-2

Vzpostavljen model na osnovi novorojene miši, ki omogoča prenos kliničnih izolatov SARS-CoV-2

V nedavni študiji, objavljeni v bioRxiv * Strežnik prednatisa: Raziskovalci so razvili model novorojene miške, ki omogoča prenos hudega akutnega respiratornega sindroma koronavirus 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

*Pomembna OPOMBA:bioRxiv objavlja predhodna znanstvena poročila, ki niso strokovno pregledana in se zato ne bi smela šteti za dokončna, namenjena usmerjanju klinične prakse/vedenja v zvezi z zdravjem ali jih obravnavati kot uveljavljene informacije.

ozadje

Hrčki in beli dihurji se redno uporabljajo za modeliranje patogeneze SARS-CoV-2; Vendar oba živalska modela nimata možnosti za genetsko manipulacijo za oceno dejavnikov prenosa virusa, ki določajo gostitelja. Zato ni jasno, katere aminokislinske substitucije, specifične za SARS-CoV-2 VOC, in gostiteljski mehanizmi, ki jih povzroči SARS-CoV-2, prispevajo k prenosu.

Miši so poceni in široko dostopne možnosti z vsestranskimi kompleti genetskih in reagentnih orodij ter manj izzivi pri reji in regulaciji; Vendar pa prenos SARS-CoV-2 pri odraslih miših ni dokumentiran. Avtorji te študije so predhodno določili štiri do sedem dni stare novorojene miši kot učinkovite modele za prenos IAV (virusa gripe A).

O študiju

V tej študiji so raziskovalci razširili svojo prejšnjo analizo in predstavili neonatalni mišji model K18, ki izraža človeški angiotenzin-konvertazni encim 2 (hACE2), ki je prenašal SARS-CoV-2, in pregledal pretekli in trenutno krožeči prenos VOC SARS-CoV-2.

Ekipa je opisala tropizem SARS-CoV-2, razmnoževanje in prenos seva SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1 (WA-1) v primerjavi z HOS Alfa, Beta, Gama, Delta in Omicron. Opisali so tudi prenos dveh rekombinantnih virusov SARS-CoV-2, ki nimata dodatnih proteinov odprtega bralnega okvirja 6 (ORF6) ali ORF8. C57BL/6 (hACE2-/-) samice in C57BL/6 K18-hACE2+/+ miši samci in miši so bili združeni, da so ustvarili K18-hACE2+/- potomce, permisivne za WA-1. Mladiči, stari štiri do sedem dni, so bili intranazalno okuženi z WA-1.

Preživetje in težo mladičev so dnevno spremljali in vzorce izločkov (nosne izločke) zbrali vzdolžno od indeksnih mladičev in mladičev v njihovem tesnem stiku. Za oceno virusnih okužb so uporabili kinetiko izločanja zgornjih dihalnih poti (URT), izgubo teže pa so poimenovali obolevnost zaradi SARS-CoV-2. Vzorci nosnega izločka so bili izpostavljeni kvantitativnim testom verižne reakcije s polimerazo (RT-qPCR) in testom plakov na celicah VeroE6, ki prekomerno izražajo transmembransko proteazo serin 2 (TMPRSS2) in ACE2.

Imunohistokemična (IHC) analiza je bila izvedena na nazofaringealnih tkivih indeksnih mladičev, obarvanih na nukleokapsidno (N) beljakovino SARS-CoV-2. Infektivni delci SARS-CoV-2 v retrotrahealnih izpirkih in pljučnih homogenatih so bili izmerjeni za oceno virusnega tropizma za URT oziroma spodnje dihalne poti (LRT). Analizirani so bili tudi citokini, prisotni v vzorcih izločanja URT novorojenih miši, okuženih s SARS-CoV-2.

Za oceno kinetike prenosa SARS-CoV-2 je bilo kot indikator uspešnega razmnoževanja virusa uporabljeno dnevno taljenje kontaktnih miši. Vzorce izločkov smo analizirali z uporabo multipleksnih encimskih imunskih testov (ELISA). Poleg tega so miši okužili s SARS-CoV-2 brez ORF6 (WA-1 ΔORF6) ali brez ORF8 (WA-1 ΔORF8) in zbrali njihove vzorce izločkov, tekočine retrotrahealne lavage in vzorce pljuč za oceno izločenega SARS-CoV-2, replikacije URT oziroma replikacije LRT. Količina kužnega virusa je bila kvantificirana z uporabo testov plakov.

Rezultati

Neonatalne miši, ki izražajo K18-hACE2, so učinkovito podpirale prenos SARS-CoV-2 WA-1, VOC SARS-CoV-2 pa so pokazale izrazit tropizem in dinamiko replikacije pri novorojenčkih indeksa. ORF8 se je izkazal za ključnega pomena za uspešen prenos SARS-CoV-2. Obolevnost in umrljivost sta bili pri kontaktnih miših v primerjavi z indeksnimi mišmi uravnoteženi za dva do tri dni, ribonukleinska kislina (RNA) SARS-CoV-2 pa je bila odkrita pri kontaktnih miših, kar kaže na prenos SARS-CoV-2.

Pri štirih dpi so vsi kontaktni mladiči izločili delce SARS-CoV-2, kar predstavlja 100-odstotno učinkovitost prenosa WA-1, odkrivanje SARS-CoV-2 pri novorojenih miših, ki so izločali vzorce, pa je nakazovalo močno okužbo s SARS-CoV-2 v zgornjih dihalnih poteh. Poleg tega so bile celice, okužene s SARS-CoV-2, identificirane v zgornjih vohalnih epitelijskih celicah, kar kaže na replikacijo WA-1 v URT.

Miši, okužene z omikronom, so izločale majhne količine SARS-CoV-2. Pri sevu WA-1 so bili izločeni titri SARS-CoV-2 105 plakotvornih enot (PFU)/ml v zgornjih dihalih, vendar bistveno višji titri (5 x 106 PFU/ml) v pljučnem tkivu. Pri najvišjih titrih replikacije je tropizem seva WA-1 napredoval proti LRT. Nasprotno, replikacija alfa je bila naklonjena URT. Virusne obremenitve v vseh vzorcih izločkov in ustreznih vzorcih retrotrahealne lavage so bile podobne. Z izjemo Omicrona je model omogočil razmnoževanje in izločanje različnih HOS SARS-CoV-2 na ravneh, podobnih WA-1.

Sedem dni po okužbi (dpi) so kontaktne miši z alfa in delta okužbami pokazale 100-odstotno smrtnost, medtem ko so bile stopnje smrtnosti za okužbe s sevom WA-1, beta-VOC in gama-VOC 75 %, 86 % in 56 %. oz. Verjetno je v modelu obstajala mejna vrednost za titer izločanja indeksa (≥ 1,2 x 104 PFU/ml) za oceno uspešnosti prenosa na kontaktne osebe. Okužbe s sevom WA-1, beta-VOC in gama-VOC, katerih prenos se je razlikoval po začetku, času dokončanja in stopnji dokončanja, so povzročile na splošno podobne citokinske odzive.

Virusne obremenitve WA-1 ΔORF8 in virusne obremenitve URT so bile 5 x 102 oziroma 1 x 103 PFU/ml, bistveno nižje od tistih za WA-1 ali WA-1 ΔORF6, in nalezljive viruse je bilo še vedno mogoče zaznati pri indeksnih miših pri petih dpi, kar kaže na počasnejšo upočasnitev očistka virusa v odsotnosti ORF8. Prenos WA-1 ΔORF8 je bil nepopoln do konca poskusa. Poleg tega je bil največji titer virusa pri kontaktnih miših WA-1-ΔORF8 7, 5 × 103 PFU / ml, kar je bilo nižje od tistega za WA-1-ΔORF6 in WA-1.

Diploma

Na splošno so rezultati študije pokazali, da lahko neinvazivni neonatalni mišji model razkrije dinamiko prenosa HOS SARS-CoV-2 razen Omikrona in da je ORF8 ključnega pomena za prenos SARS-CoV-2.

*Pomembna OPOMBA:bioRxiv objavlja predhodna znanstvena poročila, ki niso strokovno pregledana in se zato ne bi smela šteti za dokončna, namenjena usmerjanju klinične prakse/vedenja v zvezi z zdravjem ali jih obravnavati kot uveljavljene informacije.

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