Establecimiento de un modelo de ratón neonatal que permite la transmisión de aislados clínicos de SARS-CoV-2

En un estudio reciente publicado en el sitio web de bioRxiv*, los investigadores han creado un modelo de ratón neonatal que permite la transmisión del SARS-CoV-2 (SARS-CoV-2).

Contexto

Los hámsteres y los roedores se usan comúnmente para modelar la patogenia de la infección por SARS-CoV-2; Sin embargo, estos dos modelos animales carecen del potencial de manipulación genética para evaluar los determinantes de la transmisión del virus en el huésped. Por lo tanto, las sustituciones de aminoácidos específicas de la variante preocupante (VOC) del SARS-CoV-2 y los mecanismos del huésped inducidos por el SARS-CoV-2 que contribuyen a la transmisión no están claros.

Los ratones son opciones rentables y ampliamente disponibles, con herramientas y reactivos genéticos versátiles y pocos problemas de reproducción y regulación; Sin embargo, no se ha documentado la transmisión del virus SARS-CoV-2 en ratones adultos. Los autores de este estudio han demostrado previamente que los ratones recién nacidos de cuatro a siete días de edad son modelos efectivos de transmisión del IAV (virus de la influenza A).

sobre estudiar

En el estudio actual, los investigadores amplían su análisis anterior y presentan un modelo de ratón neonatal que expresa la enzima convertidora de angiotensina humana K18 (hACE2) que transmite el SARS-CoV-2 y examina la transmisión del SARS-CoV-2 circulante anterior y actual. .

El equipo caracterizó los trópicos, la replicación y la transmisibilidad de la cepa SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1 (WA-1) contra los COV Alfa, Beta, Gamma, Delta y Omicron. También caracterizó la transmisión de dos virus recombinantes SARS-CoV-2, que carecen del marco de lectura abierto 6 (ORF6) o las proteínas accesorias ORF8. Ratones hembra C57BL/6 (hACE2-/-) y ratones macho C57BL/6 K18-hACE2+/+ se fusionaron para producir descendencia K18-hACE2+/- permisiva a WA-1. Se infectaron perros de cuatro a siete días de edad con WA-1 intranasal.

La supervivencia y el peso de los cachorros se monitorearon diariamente, y se obtuvieron longitudinalmente muestras de secreciones (secreciones nasales) de cachorros y cachorros que habían estado en contacto cercano con ellos. La cinética de secreción del tracto respiratorio superior (ORV) se aprovechó para evaluar las infecciones virales y la reducción de peso se identificó como una enfermedad inducida por el SARS-CoV-2. Las muestras de secreciones nasales se sometieron a ensayos cuantitativos de reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-qPCR) y se realizaron ensayos de placa en células VeroE6 que sobreexpresan la proteasa transmembrana serina 2 (TMPRSS2) y ACE2.

El análisis inmunohistoquímico (IHC) se realizó en tejidos nasofaríngeos de cachorros índice teñidos con la proteína Nucleocapsid (N) SARS-CoV-2. Se midieron las partículas infecciosas de SARS-CoV-2 presentes en los lavados traqueales y los homogeneizados de pulmón para evaluar las infecciones virales del URT y del tracto respiratorio inferior (LRT), respectivamente. También se analizaron las citoquinas presentes en muestras secretoras de URT de ratones recién nacidos infectados con SARS-CoV-2.

Para evaluar la cinética de la transmisión del SARS-CoV-2, se utilizó el sacrificio diario de ratones de contacto como indicador de la replicación exitosa del virus. Las muestras de salida se analizaron mediante inmunoensayo enzimático (ELISA). Además, los ratones se infectaron con SARS-CoV-2 que carece de ORF6 (WA-1ΔORF6) o carece de ORF8 (WA-1ΔORF8), y se recolectaron muestras de secreción, líquido de lavado traqueal y pulmón para evaluar la expulsión del SARS-CoV. 2, replicación URT y replicación LRT, respectivamente. El virus infeccioso se cuantificó utilizando ensayos de placas.

consecuencias

Los ratones neonatales que expresan K18-hACE2 admiten de manera eficiente la transmisión de SARS-CoV-2 WA-1, y los COV de SARS-CoV-2 mostraron una dinámica de replicación neonatal distinta e indexada. Se ha demostrado que ORF8 es esencial para una transmisión exitosa del SARS-CoV-2. La morbilidad y la mortalidad se retrasaron de dos a tres días en los ratones de contacto en comparación con los ratones indicadores, y se detectó ácido ribonucleico (ARN) del SARS-CoV-2 en los ratones de contacto, lo que indica la transmisión del SARS-CoV-2.

A los cuatro días de edad, todos los cachorros de contacto secretaron partículas de SARS-CoV-2, lo que representa una eficiencia del 100 % para la transmisión de WA-1. La detección de SARS-CoV-2 en muestras de secreciones de crías de ratones recién nacidos indica una fuerte infección por SARS-CoV-2 en las vías respiratorias superiores. Además, se identificaron células infectadas con SARS-CoV-2 en las células epiteliales olfatorias superiores, lo que indica la replicación de WA-1 en la URT.

Los ratones infectados con Omicron expulsaron SARS-CoV-2 en niveles bajos. Para la cepa WA-1, el título de SARS-CoV-2 expulsado fue del 10 %.⁵ Unidades formadoras de placa (PFU)/ml en las vías respiratorias superiores, pero los títulos son significativamente más altos (5 x 10).⁶ UFP/ml) en tejido pulmonar. En los títulos máximos, la cepa tropical WA-1 progresó a LRT. Por el contrario, el clon alfa prefirió URT. Las cargas virales en todas las muestras de salida fueron similares y las correspondientes muestras de lavado traqueal. Con la excepción de Omicron, el modelo permitió la replicación y eliminación de varios COV del SARS-CoV-2 en niveles similares a los de WA-1.

Siete días después de la infección (dpi), los ratones de contacto de la infección alfa y delta tuvieron una tasa de mortalidad del 100 %, mientras que las tasas de mortalidad para la cepa WA-1, VOC Beta y VOC gamma fueron del 75 %, 86 % y 56 %. , respectivamente. Título de secreción umbral para el índice (≥1,2 × 10⁴ Es probable que haya una PFU/mL) en forma para estimar el éxito de la transmisión a los contactos. La infección con la cepa WA-1, COV beta y COV gamma, cuya transmisión difería en términos de inicio, tiempo de finalización y nivel de finalización, dio como resultado respuestas celulares muy similares.

Las cargas virales expulsadas por la cepa WA-1 ΔORF8 y las cargas virales URT fueron 5 × 10.² o 1 x 10³ PFU/mL, respectivamente, fue significativamente más bajo que el de WA-1 o WA-1ΔORF6, y el virus infeccioso aún podía detectarse en ratones punteros a cinco ppp, lo que indica una eliminación del virus más lenta en ausencia de ORF8. La transmisión de WA-1ΔORF8 estuvo incompleta hasta el final del experimento. Además, el título viral máximo en ratones de contacto WA-1 ΔORF8 fue de 7,5 × 10³ UFP/ml, inferior a WA-1 ΔORF6 y WA-1.

conclusión

En general, los resultados del estudio muestran que el modelo de ratón neonatal no invasivo puede revelar la dinámica de transmisión inherente a los COV del SARS-CoV-2, con la excepción de Omicron, y que ORF8 es esencial para la transmisión del SARS-CoV-2.

*opinión importante

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no están sujetos a revisión por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica/el comportamiento de salud ni tratarse como información establecida.