Моделі тварин для дослідження SARS-CoV-2 та COVID-19 - Trillium GmbH Medizinischer Fachverlag

Ключові слова: ГРВІ, ГРВІ-CoV-2, COVID-19, вірус, тваринні моделі, патологія, вакцина, імунотерапія

covid-19

1. Передумови

2. Моделі миші

2.1 Трансген K18-hACE2 (офіційна назва: Tg (K18-ACE2) 2Prlmn)

Трансгенна лінія миші, опублікована в 2007 році, несе ген людини ACE2 під контролем епітеліально-специфічного промотору кератину 18 (K18-hACE2). Миші K18-hACE2 можуть продуктивно заражатися SARS-CoV (Urbani), що призвело до поступового зниження ваги та летальності протягом одного тижня після щеплення. Геном вірусу та інфекційний вірус можна виявити в легенях та мозку заражених мишей. Крім того, в обох органах було виявлено запалення, яке характеризувалося іммігруванням імунних клітин та підвищеною експресією прозапальних цитокінів. Цікаво, що мишей захищали від хвороби після пасивної імунізації специфічним нейтралізуючим антитілом MAb201 [7]. Кілька робочих груп паралельно показали, що зараження мишей K18-hACE2 SARS-CoV-2 може рекапітулювати важливі аспекти COVID-19. Усі групи спостерігали втрату ваги та пневмонію [9–13], що у двох із трьох досліджень було пов’язано з поширенням вірусу в ЦНС та загибеллю мишей протягом одного тижня після зараження [10, 12, 13].

2.2 Трансген HFH4-ACE2 (офіційна назва: Tg (FOXJ1-ACE2) 1Rba)
2.3 Трансген CAG-hACE2 (офіційна назва: Tg (CAG-ACE2) AC70Ctkt)

Інша модель миші експресує hACE2 під контролем синтетичного промотору CAG (CAG-hACE2). Тут було створено кілька засновників, які відрізнялися силою експресії трансгену. Як і миші K18-hACE2, у мишей CAG-hACE2 також розвинулась летальна пневмонія із запаленням ЦНС після зараження SARS-CoV. Миші CAG-hACE2 зі слабшою експресією рецептора змогли вилікувати інфекцію, а також не виявили реплікації вірусу в мозку [16]. Наразі жодної інформації про зараження ГРВІ-CoV-2 в цій моделі не опубліковано.

2,4 mAce2-ACE2 трансген (офіційна назва: Tg (Ace2-ACE2) 1Cqin)

Для того, щоб отримати профіль експресії ендогенного гена Ace2, ця лінія несе трансген, з якого ген ACE2 зчитується під контролем мишачого промотору Ace2. На відміну від раніше обговорюваних трансгенних ліній, які базуються на інбредних штамах мишей, лінія mAce2-ACE2 була генерована в безпородному штамі миші CD1 (ICR). Експресія ACE2 може бути виявлена ​​в легенях, серці, нирках і кишечнику. Після зараження ГРВІ-CoV (PUMC01) було виявлено пневмонію, як і в інших моделях, але летальності не було. Інші позалегеневі органи, такі як Б. мозок, показав кровотечу та запалення. Однак там не вдалося виявити антиген вірусу [17]. Різниця у тяжкості захворювання порівняно з іншими АСЕ2-трансгенними мишами може бути зумовлена ​​нижчим рівнем експресії внаслідок ендогенного промотору миші Ace2, внаслідок позиційних ефектів у місці інтеграції трансгену або внаслідок зміни імунології через генетичний фон. Після зараження мишей mAce2-ACE2 SARS-CoV-2 (HB-01), виділеним в Ухані, перебіг був таким самим, як і після зараження SARS-CoV [8].

2,5 стук ACE2 (офіційна назва: Ace2em1 (ACE2) Yowa)

Подібним підходом робоча група створила лінію миші зі стуком гена ACE2 в ендогенному локусі Ace2 миші, використовуючи технологію CRISPR/Cas. Стук руйнує ген миші Ace2, а також несе репортерську касету IRES-tdTomato. Експресія ACE2 може бути виявлена ​​в легенях, нирках, селезінці та тонкому кишечнику. У легенях, головним чином клубні клітини (клубні клітини) експресували репортер флуоресценції, який вказував, що ці клітини також мають АСЕ2 на своїй поверхні і можуть бути клітинами-мішенями для SARS-CoV-2. Після інтраназального зараження ГРВІ-CoV-2 було виявлено підвищену кількість антигену вірусу в клубних клітинах легені, а також у клітинах легенів, які не експресували репортерний ген. Наразі незрозуміло, чи експресія IRES-tdTomato у цій моделі на сто відсотків корелює з експресією ACE2, чи антиген вірусу потрапив у нібито ACE2-негативні клітини іншим способом. У заражених мишей-нокаїнів ACE2 розвинулась характерна для SARS-CoV-2 інтерстиціальна пневмонія без виражених клінічних симптомів. Подібно до того, що повідомлялося про COVID-19, зараження літніх мишей призвело до більш вираженої пневмонії, пов'язаної із втратою ваги (