Modele animale pentru cercetarea SARS-CoV-2 și COVID-19 - Trillium GmbH Medizinischer Fachverlag

Cuvinte cheie: SARS, SARS-CoV-2, COVID-19, virus, modele animale, patologie, vaccin, imunoterapie

animale

1. Fundal

2. Modele de mouse

2.1 Transgen K18-hACE2 (denumire oficială: Tg (K18-ACE2) 2Prlmn)

Linia transgenică de șoarece publicată în 2007 poartă gena ACE2 umană sub controlul promotorului de keratină 18 specifică epiteliului (K18-hACE2). Șoarecii K18-hACE2 ar putea fi infectați productiv cu SARS-CoV (Urbani), ceea ce a dus la reducerea progresivă a greutății și letalitate în decurs de o săptămână după inoculare. Genomul virusului și virusul infecțios ar putea fi detectate în plămâni și creierul șoarecilor infectați. În plus, ambele organe au prezentat inflamație, care a fost caracterizată de celule imune imigrate și expresie crescută a citokinelor proinflamatorii. Interesant este că șoarecii au fost protejați de boală după imunizarea pasivă cu anticorpul neutralizant MAb201 specific vârfului [7]. Mai multe grupuri de lucru în paralel au arătat că infecția șoarecilor K18-hACE2 cu SARS-CoV-2 poate recapitula aspecte importante ale COVID-19. Toate grupurile au observat pierderea în greutate și pneumonia [9-13], care în două din cele trei studii a fost asociată cu diseminarea virusului în SNC și moartea șoarecilor în decurs de o săptămână după infecție [10, 12, 13].

2.2 Transgen HFH4-ACE2 (denumire oficială: Tg (FOXJ1-ACE2) 1Rba)
2.3 Transgen CAG-hACE2 (denumire oficială: Tg (CAG-ACE2) AC70Ctkt)

Un alt model de șoarece exprimă hACE2 sub controlul promotorului sintetic CAG (CAG-hACE2). Aici au fost generați mai mulți fondatori, care au diferit în ceea ce privește puterea expresiei transgenice. La fel ca șoarecii K18-hACE2, șoarecii CAG-hACE2 au dezvoltat, de asemenea, pneumonie letală cu inflamație a SNC după infecția cu SARS-CoV. Șoarecii CAG-hACE2 cu o expresie mai slabă a receptorului au reușit să vindece infecția și nu au prezentat nici o replicare a virusului în creier [16]. Până în prezent, nu au fost publicate date despre infecția cu SARS-CoV-2 în acest model.

2,4 mAce2-ACE2 transgen (denumire oficială: Tg (Ace2-ACE2) 1Cqin)

Pentru a obține profilul de expresie al genei endogene Ace2, această linie poartă o transgenă din care se citește gena ACE2 sub controlul promotorului Ace2 de șoarece. Spre deosebire de liniile transgenice discutate anterior, care se bazează pe tulpini de șoarece încrucișat, linia mAce2-ACE2 a fost generată în tulpina de șoareci CD1 (ICR). Expresia ACE2 ar putea fi detectată în plămâni, inimă, rinichi și intestine. După infecția cu SARS-CoV (PUMC01), s-a găsit pneumonie, la fel ca la celelalte modele, dar fără letalitate. Alte organe extrapulmonare, cum ar fi B. creierul, a prezentat sângerări și inflamații. Cu toate acestea, nu a putut fi detectat niciun antigen de virus acolo [17]. Diferența de severitate a bolii în comparație cu ceilalți șoareci ACE2-transgenici s-ar putea datora unui nivel mai mic de exprimare datorită promotorului endogen de șoarece Ace2, datorită efectelor de poziție la locul de integrare al transgenului sau datorită modificării imunologiei datorită fundalului genetic. După infectarea șoarecilor mAce2-ACE2 cu un SARS-CoV-2 (HB-01) izolat în Wuhan, evoluția a fost aceeași ca după infectarea cu SARS-CoV [8].

2.5 ACE2 knock in (nume oficial: Ace2em1 (ACE2) Yowa)

Într-o abordare similară, un grup de lucru a folosit tehnologia CRISPR/Cas pentru a genera o linie de șoarece cu o lovitură a genei ACE2 în locusul endogen Ace2 locus. Knock-ul distruge gena Ace2 a șoarecelui și poartă, de asemenea, o casetă reporter IRES-tdTomato. Expresia ACE2 ar putea fi detectată în plămâni, rinichi, splină și intestinul subțire. În plămâni, în principal celulele club (celule club) au exprimat reporterul de fluorescență, ceea ce a indicat faptul că aceste celule au, de asemenea, ACE2 pe suprafața lor și ar putea fi celule țintă pentru SARS-CoV-2. După infecția intranazală cu SARS-CoV-2, antigenul virusului a crescut în celulele club ale plămânului, dar și în celulele pulmonare care nu au exprimat gena raportor. Până în prezent, nu este clar dacă expresia IRES-tdTomato în acest model se corelează sută la sută cu expresia ACE2 sau dacă antigenul virusului a intrat în celule presupuse ACE2-negative într-un alt mod. Șoarecii infectați cu knockin ACE2 au dezvoltat pneumonia interstițială caracteristică SARS-CoV-2 fără simptome clinice severe. Similar cu ceea ce a fost raportat pentru COVID-19, infecția șoarecilor mai în vârstă a dus la o pneumonie mai pronunțată asociată cu pierderea în greutate (