Állatmodellek a SARS-CoV-2 és a COVID-19 kutatásához - Trillium GmbH Medizinischer Fachverlag
Kulcsszavak: SARS, SARS-CoV-2, COVID-19, vírus, állatmodellek, patológia, vakcina, immunterápia
1.Háttér
2. Egérmodellek
2.1. K18-hACE2 transzgén (hivatalos név: Tg (K18-ACE2) 2Prlmn)
A 2007-ben közzétett transzgénikus egérvonal az emberi ACE2 gént az epithelium-specifikus keratin 18 promóter (K18-hACE2) irányítása alatt hordozza. A K18-hACE2 egerek produktívan fertőződhettek a SARS-CoV-vel (Urbani), ami az oltást követő egy héten belül fokozatos súlycsökkenést és letalitást eredményezett. A vírusgenom és a fertőző vírus kimutatható volt a fertőzött egerek tüdejében és agyában. Ezenkívül mindkét szerv gyulladást mutatott, amelyet bevándorolt immunsejtek és a proinflammatorikus citokinek fokozott expressziója jellemzett. Érdekes, hogy a tüskespecifikus MAb201 semlegesítő antitesttel passzív immunizálás után az egereket megvédték a betegségtől [7]. Több munkacsoport párhuzamosan kimutatta, hogy a K18-hACE2 egerek SARS-CoV-2-vel történő fertőzése összefoglalhatja a COVID-19 fontos aspektusait. Valamennyi csoport súlycsökkenést és tüdőgyulladást figyelt meg [9–13], amely a három vizsgálat közül kettőben a vírus központi idegrendszeri elterjedésével és az egerek pusztulásától számított egy héten belül a fertőzés után következett be [10, 12, 13].
2,2 HFH4-ACE2 transzgén (hivatalos név: Tg (FOXJ1-ACE2) 1Rba)
2.3 CAG-hACE2 transzgén (hivatalos név: Tg (CAG-ACE2) AC70Ctkt)
Egy másik egérmodell a hACE2-t expresszálja a szintetikus CAG promoter (CAG-hACE2) irányítása alatt. Több olyan alapító keletkezett itt, akik különböztek a transzgén expresszió erejétől. A K18-hACE2 egerekhez hasonlóan a CAG-hACE2 egereknél is letális tüdőgyulladás alakult ki központi idegrendszeri gyulladással a SARS-CoV fertőzés után. A receptor gyengébb expressziójú CAG-hACE2 egerek képesek voltak meggyógyítani a fertőzést, és szintén nem mutattak vírusreplikációt az agyban [16]. Eddig ebben a modellben nem publikáltak adatokat a SARS-CoV-2 fertőzéséről.
2,4 mAce2-ACE2 transzgén (hivatalos név: Tg (Ace2-ACE2) 1Cqin)
Az endogén Ace2 gén expressziós profiljának megszerzése érdekében ez a vonal egy transzgént hordoz, amelyből az ACE2 gént leolvassák az egér Ace2 promóterének irányítása alatt. A korábban tárgyalt transzgén vonalakkal ellentétben, amelyek beltenyésztett egér törzseken alapulnak, az mAce2-ACE2 vonalat a kinőtt egér CD1 törzsben (ICR) generáltuk. Az ACE2 expresszió kimutatható volt a tüdőben, a szívben, a vesében és a belekben. A SARS-CoV (PUMC01) fertőzés után tüdőgyulladást találtak, mint a többi modellben, de nem volt halálos. Egyéb extrapulmonáris szervek, mint pl B. az agy, vérzést és gyulladást mutatott. Azonban ott nem lehetett vírusantigént kimutatni [17]. A betegség súlyosságában mutatkozó különbség a többi ACE2-transzgénikus egérhez képest az endogén Ace2 egér promoter miatti alacsonyabb expressziós szintnek, a transzgén integrációs helyén bekövetkező pozícióhatásoknak vagy a genetikai háttér miatt megváltozott immunológiának köszönhető. A mAce2-ACE2 egerek Wuhanban izolált SARS-CoV-2 (HB-01) fertőzését követően a lefolyás ugyanaz volt, mint a SARS-CoV fertőzés után [8].
2,5 ACE2 beütés (hivatalos név: Ace2em1 (ACE2) Yowa)
Hasonló megközelítésben a munkacsoport CRISPR/Cas technológiával egy egérvonalat generált, az ACE2 gén beütésével az endogén egér Ace2 lokuszában. A kopogás elpusztítja az egér Ace2 génjét, és egy IRES-tdTomato riporter kazettát is hordoz. Az ACE2 expresszió kimutatható volt a tüdőben, a vesében, a lépben és a vékonybélben. A tüdőben főleg a klubsejtek (klubsejtek) expresszálták a fluoreszcencia riportert, ami azt jelezte, hogy ezeknek a sejteknek a felületén is van ACE2, és célsejtek lehetnek a SARS-CoV-2 számára. A SARS-CoV-2 intranazális fertőzése után a vírusantigén a tüdő klubsejtjeiben, de a riporter gént nem expresszáló tüdősejtekben is megnőtt. Eddig nem világos, hogy az IRES-tdTomato expressziója ebben a modellben száz százalékban korrelál-e az ACE2 expresszióval, vagy a vírusantigén más módon került-e állítólag ACE2-negatív sejtekbe. A fertőzött ACE2 knockin egereknél súlyos klinikai tünetek nélkül kialakult a SARS-CoV-2 jellegzetes intersticiális tüdőgyulladás. A COVID-19 esetében beszámoltakhoz hasonlóan az idősebb egerek fertőzése súlyosabb súlyvesztéssel járó tüdőgyulladást eredményezett (