ZNAJDŹ WETERYNARZA

środa, 15 lipca 2020
Zobacz:
stomatologianews

Infekcja i transmisja SARS-CoV-2 wśród tchórzofretek

Mimo zastosowania wielu środków zapobiegawczych i profilaktycznych, nie udało się powstrzymać ogólnoświatowej pandemii choroby COVID-19, wywoływanej przez koronawirusa SARS-CoV-2. Narastająca ilość zarówno zachorowań jak i zgonów w ponad 171 krajach sprawiła, że stworzenie farmaceutycznych środków kontroli zakażeń stało się bezwzględnym priorytetem. Ze względu na 79% homologię wirusa SARS-CoV-2 z wirusem SARS-CoV, będącym czynnikiem etiologicznym pandemii SARS na przełomie 2002 i 2003 roku, powrócono do badań nad zwierzęcym modelem przebiegu infekcji. Tchórzofretki odgrywają w nim niezwykle istotną rolę.

Od momentu pojawienia się zoonotycznego wirusa SARS-CoV w ludzkiej populacji, przebadano wiele gatunków zwierząt w celu stworzenia zwierzęcego modelu infekcji, który pozwoliłby na wyjaśnienie patofizjologii zachodzących procesów chorobowych oraz stworzenie farmaceutycznego antidotum. W okresie pandemii w 2002 roku przeprowadzono badania na szeregu gatunków zwierząt, takich jak makaki, marmozety, myszy, szczury, chomiki syryjskie, psy, koty czy tchórzofretki. Spośród wymienionych, pełnoobjawową infekcję rozwijały małpy, kotowate oraz tchórzofretki. Zwierzęta te były dodatkowo zdolne do przenoszenia SARS-CoV i infekowania innych przedstawicieli swojego gatunku. Małpy zostały jednak odrzucone z dalszych badań klinicznych ze względu na zbyt wysokie koszty utrzymania.

W październiku 2003 roku w czasopiśmie Nature opublikowano wyniki badań przeprowadzonych przez B. E. E. Martina, B. L. Haagmans, T. Kuiken, mających na celu ocenę wrażliwości kotów domowych oraz tchórzofretek na infekcję koronawirusem. Reakcję na czynnik infekcyjny testowano poprzez bezpośrednią inokulację 106 TCID50 (median tissue-culture infectious dose units) wirusa SARS-CoV dotchawiczo. Szczep wirusa pobrano od zmarłego na SARS pacjenta nr 5688, a następnie czterokrotnie pasażowano przy użyciu linii komórkowej Vero 118. Następnie przez kolejne 2 tygodnie pobierano wymazy z jamy nosowej, gardła oraz odbytu w kierunku oznaczenia obecności wirusa metodami molekularnymi (RT-PCR). Zarówno w grupie kotów jak i tchórzofretek wykryto obecność SARS-CoV w materiale klinicznym pobranym z gardła od 2 do (odpowiednio) 10 i 14 dnia od inokulacji. Koty nie wykazywały objawów klinicznych w przeciwieństwie do tchórzofretek, wśród których jedno zwierzę zmarło w 4 dniu od inokulacji wirusa. Wszystkie zwierzęta uległy serokonwersji do 28 dnia od pierwszego kontaktu z czynnikiem zakaźnym.

Eksperyment rozszerzono wprowadzając do bezpośredniego środowiska obu grup zwierzęta zdrowe, które nie miały wcześniejszego kontaktu z SARS-CoV. W drugim dniu od pierwszego kontaktu z zainfekowanymi osobnikami uzyskano pierwsze dodatnie wyniki badań molekularnych w kierunku obecności koronawirusa.

Dalsze badania nad replikacją SARS-CoV wykazały, że kluczową rolę w adhezji wirusa odgrywa 2 typ enzymu konwertującego angiotensynę (ACE2) obecny w pneumocytach typu II, komórkach nabłonkowych oskrzeli oraz mięśniach gładkich naczyń krwionośnych. Budowa ACE2 na pneumocytach typu II u kotowatych oraz tchórzofretek okazała się zbliżona do występujących u ludzi.

Jednak ze względu na samoistne ustąpienie pandemii po okresie 8 miesięcy i braku kolejnej fali zachorowań wśród ludzi, następujące badania nad stworzeniem szczepionki oraz skutecznej, celowanej farmakoterapii w dużej mierze uległy zawieszeniu z przyczyn finansowych.

Identyfikacja wirusa SARS-CoV-2 w grudniu 2019 roku w miejscowości Wuhan w Chinach stała się przyczyną powrotu do badań nad zwierzęcym modelem infekcji. W szczególności nad wrażliwością tchórzofretek na wirusowe czynniki etiologiczne zakażeń dróg oddechowych u ludzi. W dniu 13 maja 2020 roku w czasopiśmie Cell Host&Microbe opublikowano raport z eksperymentu przeprowadzonego przez Y. Kim, S. Kim, S.M. Kim na trzech grupach tych zwierząt, który miał na celu określenie zdolności i sposobu transmisji wirusa między osobnikami.

W tym celu pierwszej grupie badanej zaszczepiono donosowo zawiesinę szczepu NMC-nCoV-02 wyizolowanego od chorującego w lutym 2020 na COVID-19 pacjenta pochodzącego z Korei Południowej, o inokulum rzędu 105.5 TCID50. Drugą grupę złożoną ze zdrowych zwierząt umieszczono w bezpośrednim kontakcie z zainfekowanymi osobnikami. Trzecia grupa stanowiła zdrowe osobniki przebywające w tym samym pomieszczeniu, jednak bez możliwości fizycznego kontaktu z pozostałymi. Między 2 a 8 dobą od ekspozycji zauważono podniesienie się temperatury zainfekowanych zwierząt w zakresie 38.1°C – 40.3°C, zmniejszoną aktywność oraz sporadyczny kaszel. Druga grupa tchórzofretek będących w bezpośrednim kontakcie z poekspozycyjnymi rozwinęła objawy choroby między 4 a 6 dobą od momentu pierwszego kontaktu. Zwierzęta z trzeciej grupy nie rozwinęły objawów infekcji. Żadne ze zwierząt uczestniczących w badaniu nie zmarło.

Aby określić sposób transmisji SARS-CoV-2 wśród zwierząt, od każdej grupy pobierano przez 12 dni próby popłuczyn z nosa, krew, mocz, kał oraz ślinę, a następnie badano je w kierunku obecności czynnika zakaźnego metodami molekularnymi. W zainfekowanej grupie wyniki dodatnie uzyskano w każdym pobranym materiale między 2 a 8 dniem od inokulacji. W grupie bezpośredniego kontaktu uzyskano dodatnie wyniki między 2 a 6 dniem od pierwszego kontaktu z zainfekowanymi zwierzętami, we wszystkich materiałach klinicznych za wyjątkiem śliny. Ostatnia grupa tchórzofretek wykazała podobne wyniki co grupa narażona na bezpośredni kontakt, jednak uzyskano znacząco niższe miano wirusa. U wszystkich zwierząt, bez względu na grupę, najwyższe miana wirusa uzyskano z popłuczyn z nosa.

Wyniki badania wykazują także, że do transmisji między zwierzętami doszło jeszcze przed najwyższym mianem stężenia wirusa w badanych materiałach klinicznych oraz przed pojawieniem się pierwszego objawu, jakim było podniesienie się temperatury ciała. Obecność materiału genetycznego wirusa w materiale klinicznym pobranym od zwierząt nie mających kontaktu z chorymi dowodzi zdolności powietrzno-kropelkowej transmisji między osobnikami.

Kolejno pojawiające się doniesienia dotyczące patofizjologii COVID-19 wydają się dawać spójne wyniki. SARS-CoV i SARS-CoV-2 nie są jedynymi wirusami, na które tchórzofretki okazują się być wyjątkowo wrażliwe. Wykazują również objawy przy infekcji innymi wirusami powodującymi zakażenia dróg oddechowych u ludzi – grypy, paragrypy (hPIV) czy syncytialnego wirusa oddechowego (RSV).

autor: mgr diag. lab. Karolina Baranowicz

Bibliografia:

  1. Pathology of Experimental SARS Coronavirus Infection in Cats and Ferrets; J. M. A. van den Brand, B. L. Haagmans, L. Leijten, D. van Riel, B. E. E. Martina, A. D. M. E. Osterhaus, T. Kuiken; July 1, 2008; PubMed; Veterinary Pathology
  2. Infection and Rapid Transmission of SARS-CoV-2 in Ferrets; Young-Il Kim, Seong-Gyu Kim, Se-Mi Kim; Cell Host Microbe; April 6, 2020
  3. SARS virus infection of cats and ferrets; Byron E. E. Martina, Bart L. Haagmans, Thijs Kuiken; Nature. 2003; 425(6961): 915
  4. Is There an Ideal Animal Model for SARS?; Kanta Subbarao, Anjeanette Roberts; Trends Microbiol; 2006 Jul;14(7):299-303
  5. Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus Infection in Vaccinated Ferrets; Miriam E R Darnell, Ewan P Plant, Hisayoshi Watanabe; J Infect Dis; 2007 Nov 1;196(9):1329-38
  6. Genomic characterisation and epidemiology of 2019 novel coronavirus: implications for virus origins and receptor binding; Roujian Lu, XiangZhao, Juan Li; The Lancet vol. 395; issue 10224, 22–28 February 2020: 565-574

Grafika: Cell Host & Microbe Volume 27, Issue 5, 13 May 2020, Pages 704-709.e2

Fotografia: Pixabay

Przejdź do następnej strony

Nasi klienci