یک مدل آزمایشگاهی سریع و مقرون به صرفه برای آزمایش حساسیت SARS-CoV-2 در گونه های حیوانی

در مطالعه اخیر ارسال شده به bioRxiv* سرور پیش چاپ، محققان رمانی را توسعه دادند درونکشتگاهی مدلی که گیرنده آنزیم مبدل آنژیوتانسین 2 (ACE-2) را از هفت گونه نوار در یک رده سلولی فیبروبلاست پرندگان غیرمجاز برای مطالعه حساسیت و تکثیر سندرم حاد تنفسی شدید کروناویروس 2 (SARS-CoV-2) بیان می‌کند. .

مطالعه: استفاده از SARS-CoV-2 از ACE2 از گونه های مختلف خفاش امکان ورود و تکثیر ویروس را در شرایط آزمایشگاهی فراهم می کند. اعتبار تصویر: Olena.Hypnosis / Shutterstock.com

*اطلاعیه مهم: bioRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان بررسی نمی‌شوند و بنابراین، نباید به‌عنوان اطلاعات قطعی، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به عنوان اطلاعات ثابت تلقی شوند.

زمینه

عامل اتیولوژیک بیماری کروناویروس 2019 (COVID-19)، SARS-CoV-2، متعلق به Coronaviridae خانواده و یک ویروس ریبونوکلئیک اسید (RNA) پوشش دار و تک رشته ای است.

سایر کروناویروس‌ها، مانند کروناویروس سندرم تنفسی خاورمیانه (MERS-CoV)، قبلاً باعث ایجاد اپیدمی‌هایی با تلفات بالا در بین انسان‌ها شده‌اند. اعتقاد بر این است که هر دو MERS-CoV و SARS-CoV از خفاش ها به انسان سرایت کرده اند.

همچنین فرض بر این است که میزبان طبیعی SARS-CoV-2 خفاش باشد. با این حال، در حالی که SARS-CoV-2 در بین آنها در حال گردش است راینولوفوس خفاش ها، ویروس پیش ساز SARS-CoV-2 هنوز شناسایی نشده است.

در میان 1400 گونه خفاش که در سرتاسر جهان یافت می شوند، حساسیت به SARS-CoV-2 تنها در چهار گونه آزمایش شده است. در حالی که آزمایش آسیب پذیری هر یک از این گونه های خفاش در برابر SARS-CoV-2 ممکن است امکان پذیر نباشد، درونکشتگاهی مدل هایی که گیرنده های ACE-2 را بیان می کنند را می توان برای آزمایش توانایی ویروس در تکثیر در گونه های خاص خفاش استفاده کرد.

در مورد مطالعه

در مطالعه حاضر، یک درونکشتگاهی مدلی متشکل از یک رده سلولی مرغ غیر مجاز (DF1) برای بیان گیرنده های ACE-2 از هفت گونه خفاش برای آزمایش حساسیت آنها به SARS-CoV-2 استفاده شد.

ژن ACE-2 از GenBank برای هفت گونه خفاش از جمله به دست آمد Myotis lucifugus (خفاش قهوه ای کوچک)، Hipposideros armiger (خفاش برگ گرد بزرگ)، راینولوفوس پیرسونی (خفاش نعل اسب پیرسون) Rhinolophus ferrumequinum (خفاش نعل اسبی بزرگتر)، Tadarida brasiliensis (خفاش دم آزاد برزیلی) Rousettus aegyptiacus (رزت مصری) و Rhinolophus sinicus (خفاش نعل اسبی روفوس چینی).

مرتب‌سازی سلول‌های فعال‌کننده فلورسانس (FACS) برای شناسایی سلول‌های تراریخته DF1 که بیانگر سرین پروتئاز 2 غشایی انسان (TMPRSS2) و گیرنده ACE-2 خفاش هستند، استفاده شد. واکنش زنجیره ای پلیمراز رونویسی معکوس کمی (qRT-PCR) برای تعیین سطح بیان خفاش ACE-2 در سلول های تراریخته انجام شد، در حالی که از روش ایمونوفلورسانس و وسترن بلات برای اندازه گیری بیان TMPRSS2 و ACE-2 استفاده شد.

سلول های DF1 که گیرنده های ACE-2 را از هر یک از هفت گونه خفاش بیان می کنند، به SARS-CoV-2 آلوده شدند. در حالی که از qRT-PCR برای تشخیص تکثیر ویروس استفاده شد، میکروسکوپ برای ارزیابی اثرات سیتوپاتیک عفونت استفاده شد.

نکته مهم، توالی‌های پروتئین TMPRSS2 و ACE-2 از خفاش‌ها و انسان‌ها برای شباهت هم‌تراز و مقایسه شدند.

یافته های مطالعه

بیان گیرنده‌های ACE-2 از هفت گونه خفاش در سلول‌های DF1 باعث شد که سلول‌ها به سه جدایه SARS-CoV-2 حساس شوند. قابل توجه است که سطوح تکثیر ویروسی بین گونه‌های خفاش و انواع آزمایش‌شده SARS-CoV-2 متفاوت است.

سویه ووهان-هو-1 SARS-CoV-2 بالاترین عیار تکرار را نشان داد. هنگامی که گیرنده های ACE-2 انسانی به جای ACE-2 خفاش در سلول های DF1 بیان شد، تیتر تکثیر همه گونه های ویروسی بالا بود.

هفت گونه خفاش موجود در این مطالعه به طور قابل توجهی از نظر عادات غذایی، مکان‌های تخم‌گذاری و محدوده توزیع متفاوت هستند که می‌تواند بر احتمال تماس آنها با انسان تأثیر بگذارد.

اگرچه خفاش‌های قهوه‌ای کوچک، خفاش‌های دم آزاد برزیلی و روزت‌های مصری بیشتر با انسان‌ها تماس دارند، خفاش‌های نعل اسبی در مناطق روستایی بیشتر با تماس کمتر با انسان یافت می‌شوند. گیرنده ACE-2 از خفاش نعل اسبی چینی، خفاش نعل اسبی پیرسون و خفاش نعل اسبی بزرگتر اجازه ورود و تکثیر هر سه نوع SARS-CoV-2 را داد.

محققان همچنین روزت های مصری را با سویه SARS-CoV-2 ووهان آلوده کردند و تیترهای ویروسی را در دستگاه تنفسی آنها مشاهده کردند و همچنین وجود آنتی بادی های خنثی کننده علیه SARS-CoV-2 را مشاهده کردند. به طور مشابه، گیرنده ACE-2 از روزت های مصری بیان شده در سلول های DF1 از تیتر تکرار بالای سویه SARS-CoV-2 ووهان پشتیبانی می کند، در حالی که تیتر برای انواع دلتا و لامبدا کمتر بود.

نتیجه گیری

رمان درونکشتگاهی مدل توصیف شده در مطالعه حاضر در آزمایش حساسیت این گونه ها به SARS-CoV-2 موثر بود.

*اطلاعیه مهم: bioRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان بررسی نمی‌شوند و بنابراین، نباید به‌عنوان اطلاعات قطعی، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به عنوان اطلاعات ثابت تلقی شوند.