Патоморфологические изменения в легких морской свинки при моделировании инфекции, вызванной различными генетическими вариантами вируса SARS-CoV-2

А.В. Шиповалов; Г.А. Кудров; Е.К. Ивлева; Е.В. Спиридонова; В.В. Омигов; О.В. Пьянков; О.С. Таранов

doi:10.31088/CEM2024.13.4.47-57

А.В. Шиповалов ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, Кольцово Новосибирской области, Россия https://orcid.org/0000-0003-1201-8307
Г.А. Кудров ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, Кольцово Новосибирской области, Россия https://orcid.org/0000-0002-8251-7040
Е.К. Ивлева ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, Кольцово Новосибирской области, Россия https://orcid.org/0000-0003-1194-7219
Е.В. Спиридонова ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, Кольцово Новосибирской области, Россия https://orcid.org/0009-0006-8655-6713
В.В. Омигов ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, Кольцово Новосибирской области, Россия https://orcid.org/0000-0002-2028-6099
О.В. Пьянков ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, Кольцово Новосибирской области, Россия https://orcid.org/0000-0003-3340-8750
О.С. Таранов ФБУН Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, Кольцово Новосибирской области, Россия https://orcid.org/0000-0002-6746-8092

DOI: https://doi.org/10.31088/CEM2024.13.4.47-57

Аннотация

Введение. Основной характеристикой патогенности изучаемого вируса является его способность вызывать гибель чувствительных лабораторных животных. Отсутствие летальных лабораторных моделей для вируса SARS-CoV-2 требует поиска других подходов для оценки патогенности. Изучение инфекционного процесса в тканях легких морских свинок позволяет выявить особенности и закономерности течения заболевания, определить значимые гистологические признаки и основные критерии патогенности. Целью исследования было проведение сравнительного патоморфологического исследования легких морских свинок, инфицированных различными генетическими вариантами SARS-CoV-2, с использованием метода морфометрических стандартизированных критериев.

Материалы и методы. В эксперименте на аутбредных морских свинках (n=96) изучено структурное состояние легких в зависимости от патогенеза COVID-19. Животные в случайном порядке были разделены на семь опытных групп и одну контрольную по шесть самцов и шесть самок в каждой. Опытные группы были интраназально инфицированы штаммами геновариантов Ухань, альфа, бета, гамма, дельта и омикрон (последний представлен двумя генетическими линиями – BA.5.2 и EG.5) вируса SARS-CoV-2, животным контрольной группы вводили 0,9% NaCl. Динамику вирусной нагрузки определяли в назальных смывах по полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) и инфекционному титру (на культуре клеток Vero E6). На 15-е сутки выживших животных выводили из эксперимента. Патоморфологическое исследование проводили методом оптической микроскопии гистологических препаратов легких.

Результаты. При гистологическом исследовании тканей легкого морской свинки отмечено сходство патологического процесса у морских свинок и пациентов с COVID-19, проявляющегося в виде диффузного альвеолярного повреждения. Выявлены достоверные различия по ряду патоморфологических признаков, вызванных коронавирусом разных генетических вариантов. Определенный морфометрическим методом максимум патологического действия SARS-CoV-2 на ткани легких был вызван геновариантом гамма. Дистелектазы в легких морских свинок, как достоверно различающийся для всех геновариантов SARS-CoV-2 признак, связанный с избыточной цитокиновой активностью, является, по нашему мнению, основным маркером патогенности штаммов SARS-CoV-2. Альвеолярно-геморрагический синдром характерен для всех изученных вариантов коронавируса, за исключением омикрон EG.5. Генетические линии варианта омикрон оказывают минимальное патологическое действие на ткани легких и не вызывают гибели морских свинок.

Заключение. Морская свинка может применяться в качестве релевантной животной модели COVID-19. Характер патоморфологических изменений легких зависит от геноварианта вируса SARS-CoV-2, вызывающих эти изменения.

Ключевые слова: SARS-CoV-2, COVID-19, морская свинка, легкие, патоморфология, генетические варианты SARS-CoV-2