Într-un model animal pentru COVID-19 care împărtășește trăsături importante ale bolilor umane, oamenii de știință de la Universitatea Wisconsin-Madison, Universitatea din Tokyo și Școala de Medicină Icahn din Muntele Sinai arată că infecția anterioară cu virusul SARS-CoV-2 oferă protecție împotriva reinfecției, iar tratamentul cu ser convalescent limitează replicarea virusului în plămâni.

imunitate

Hamsterii sirieni, de obicei găsiți ca animale de companie, au îndeplinit roluri critice în înțelegerea bolilor infecțioase umane de zeci de ani. Noul studiu, condus de Yoshihiro Kawaoka și publicat astăzi (22 iunie 2020) în Proceedings of the National Academy of Sciences, demonstrează că sunt, de asemenea, un model util de animale mici pentru cercetătorii care încearcă să înțeleagă SARS-CoV-2 și în evaluarea vaccinurilor., tratamente și medicamente împotriva bolii pe care o provoacă.

„Hamsterii sunt modele bune pentru gripa umană și SARS-CoV”, spune Kawaoka, profesor de științe patobiologice la Școala de Medicină Veterinară UW și profesor de virologie la Universitatea din Tokyo. Acesta este motivul pentru care am decis să le studiem cu COVID-19. Am vrut să vedem dacă evoluția bolii este similară cu oamenii de la aceste animale de la început până la sfârșit.

Un studiu condus de oamenii de știință de la Universitatea din Hong Kong, publicat la sfârșitul lunii martie, a arătat, de asemenea, că hamsterii sirieni sunt un model bun pentru cercetările legate de COVID-19. În acest studiu, hamsterii au slăbit, au devenit letargici și au dezvoltat alte semne exterioare ale bolii.

Grupul Kawaoka a extins această lucrare în continuare, demonstrând că atât dozele mici, cât și cele mari ale virusului, din probele de pacienți colectate în S.U.A. și Japonia, se reproduc bine în căile respiratorii ale hamsterilor juvenili (1 lună) și adulților (7-8 luni). Virusul poate infecta și căile respiratorii superioare și inferioare.

Echipa de cercetare a arătat, de asemenea, că SARS-CoV-2 provoacă boli severe în plămânii animalelor infectate. Aceasta include leziunile și tipul de aspect de „sticlă măcinată” care se găsește adesea în scanările pulmonare la pacienții umani. Scanările au relevat, de asemenea, o regiune de gaz în cavitatea care înconjoară plămânii hamsterului, indicând leziuni pulmonare severe. Cercetătorii au observat cele mai severe efecte în decurs de opt zile de la infecție și ameliorarea cu 10 zile.

„Hamsterii infectați cu SARS-CoV-2 împărtășesc caracteristicile imagistice CT cu boala umană COVID-19”, spune Samantha Loeber, medic veterinar și radiolog la UW Veterinary Care.

În ziua a 10-a după infectare, cercetătorii nu au mai detectat virus în organele majorității hamsterilor, dar leziunile pulmonare au persistat timp de 14 zile la majoritatea animalelor și cel puțin 20 de zile la majoritatea celor infectați cu o doză mare.

În general, cercetătorii au reușit să detecteze virusul în toate organele respiratorii ale hamsterilor infectați în decurs de șase zile de la infecție și, de asemenea, din probele colectate din creierul lor, deși acestea conțineau și porțiuni ale bulbului olfactiv, care este implicat în miros și poate fi sursa virusului din aceste probe. Doza inițială de virus nu a afectat cât de mult dintre cercetătorii virusului au găsit în cele din urmă în organele hamsterului.

Cercetătorii au căutat, de asemenea, dar nu au detectat virusul în rinichi, intestinul subțire, colon sau în sânge.

Pentru a determina dacă hamsterii au dezvoltat anticorpi împotriva SARS-CoV-2 care i-au protejat de reinfecție, cercetătorii au administrat o altă rundă a virusului la un număr de aceleași animale la aproximativ trei săptămâni după infecția inițială și nu au putut detecta virusul în căile respiratorii. . Au găsit virus în căile respiratorii ale animalelor de control care nu au fost infectate anterior.

„Toate animalele posedau anticorpi și nu s-au îmbolnăvit din nou, ceea ce sugerează că au dezvoltat imunitate de protecție”, spune Pete Halfmann, profesor de cercetare în SUA din Kawaoka. laborator. "Dar tot nu putem spune cât durează această protecție."

La începutul lunii aprilie, cercetătorii din SUA, inclusiv la Școala de Medicină și Sănătate Publică UW și UW Health, au inițiat un studiu clinic pentru a examina dacă componenta anticorpului din sânge - plasma sau serul - de la pacienții cu COVID-19 recuperați ar putea să fie administrat pacienților bolnavi pentru a ajuta la recuperarea lor. În timp ce plasma convalescentă a fost utilizată în alte focare de boală, rămâne slab înțeleasă ca tratament.

Așadar, echipa Kawaoka a extras seruri de convalescență de la hamsteri bolnavi anterior și apoi le-a reunit. Au infectat noi hamsteri cu SARS-CoV-2 și apoi le-au dat acest ser încărcat de anticorpi fie într-o zi, fie în două zile după infectare.

Hamsterii care au primit tratament în decurs de o zi de infecție au avut cantități mult mai mici de virus infecțios în pasajele nazale și plămâni decât cei cărora li s-a administrat un simulacru de tratament. Cei care au primit seruri în ziua a doua au arătat un beneficiu mai puțin apreciat, deși aveau încă niveluri mai scăzute de virus în organele respiratorii în comparație cu animalele de control.

Un studiu publicat tocmai săptămâna trecută în Science a arătat că transferul anticorpilor umani la hamsteri poate ajuta, de asemenea, la protejarea animalelor împotriva bolilor severe de infecție cu SARS-CoV-2.

„Acest lucru ne arată că serurile convalescente, încă experimentale la pacienții umani, pot face parte dintr-un tratament eficient pentru COVID-19”, adaugă Kawaoka.

În cele din urmă, echipa de cercetare a obținut, de asemenea, primele imagini ale caracteristicilor interne ale virusului SARS-CoV-2 care îi ajută capacitatea de a se replica sau de a face copii de la sine în celulele gazdă. Acest lucru, spune Kawaoka, justifică un studiu suplimentar.