Особенности патологии дыхательной системы у сирийских хомяков (Mesocricetus auratus) при инфекции вирусом SARS-CoV-2 (Coronaviridae: Coronavirinae: Betacoronavirus: Sarbecovirus)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. На сегодняшний день в связи с необходимостью проведения доклинических исследований препаратов, предназначенных для профилактики и лечения новой коронавирусной инфекции COVID-19, важной задачей представляется верификация гистологических изменений дыхательной системы на экспериментальных моделях у лабораторных животных, в частности у сирийских (золотистых) хомяков (Mesocricetus auratus).

Цель работы – исследование патологических изменений лёгких применительно к биологической модели инфекции, вызываемой вирусом SARS-CoV-2 (Coronaviridae: Coronavirinae: Betacoronavirus; Sarbecovirus), у сирийских хомяков.

Материал и методы. Самцов сирийских хомяков массой 80–100 г заражали путём интраназального введения культуры с содержанием возбудителя 4 × 104 ТЦД50/мл (ТЦД – тканевая цитопатическая доза). Эвтаназию животных проводили на 3, 7 и 14 сут с регистрацией гравиметрических показателей. Содержание вируса в лёгких определяли методом полимеразной цепной реакции (ПЦР). Гистологические препараты ткани правого лёгкого и трахеи окрашивали гематоксилином и эозином, а также по Маллори.

Результаты и обсуждение. У инфицированных SARS-CoV-2 животных через 3 сут после заражения определяли максимальные значения репликативной активности вируса в лёгочной ткани. Спустя 7 сут на фоне снижения количественного содержания инфекционного агента в тканях лёгкого выявляли патологически значимое увеличение гравиметрических показателей органа. В период 3–14 сут после заражения в гистологической картине лёгких наблюдали развитие воспалительного процесса, характеризовавшегося последовательной сменой инфильтративно-пролиферативных, отёчно-макрофагальных и фибробластических изменений. Установлено, что начальные изменения эпителия дыхательных путей могут протекать без паранекротического интерстициального воспаления, тогда как при формировании множественного поражения лёгочной паренхимы повреждения эпителия бронхиол и ацинарных ходов могут иметь вторичный характер. В качестве патоморфологического признака, характерного для инфекции SARS-CoV-2 у данного вида, отмечено появление эпителиоидных крупноклеточных форм метаплазированного эпителия, формирующих псевдоацинарные структуры.

Заключение. В результате исследования описаны особенности патологии дыхательной системы у сирийских хомяков на экспериментальной модели инфекции SARS-CoV-2. Полученные данные имеют практическое значение как референтные и могут быть использованы при проведении доклинических исследований по оценке эффективности вакцинных препаратов и лекарственных средств.

Об авторах

С. В. Чепур

ФГБУ «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» Министерства обороны Российской Федерации

ORCID iD: 0000-0002-5324-512X

195043, Санкт-Петербург, Россия

Россия

И. И. Алексеева

ФГБУ «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» Министерства обороны Российской Федерации

ORCID iD: 0000-0002-0924-9158

195043, Санкт-Петербург, Россия

Россия

О. О. Владимирова

ФГБУ «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» Министерства обороны Российской Федерации

ORCID iD: 0000-0002-8703-6799

195043, Санкт-Петербург, Россия

Россия

В. А. Мясников

ФГБУ «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» Министерства обороны Российской Федерации

ORCID iD: 0000-0001-7232-4678

195043, Санкт-Петербург, Россия

Россия

М. А. Тюнин

ФГБУ «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» Министерства обороны Российской Федерации

ORCID iD: 0000-0002-6974-5583

195043, Санкт-Петербург, Россия

Россия

Н. С. Ильинский

ФГБУ «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» Министерства обороны Российской Федерации

ORCID iD: 0000-0001-7406-753X

195043, Санкт-Петербург, Россия

Россия

А. С. Никишин

ФГБУ «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» Министерства обороны Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: nikishin1664@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1372-369X

Никишин Александр Сергеевич, научный сотрудник

195043, Санкт-Петербург, Россия

Россия

В. А. Шевченко

ФГБУ «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» Министерства обороны Российской Федерации

ORCID iD: 0000-0002-6984-2914

195043, Санкт-Петербург, Россия

Россия

А. В. Смирнова

ФГБУ «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины» Министерства обороны Российской Федерации

ORCID iD: 0000-0003-0483-5032

195043, Санкт-Петербург, Россия

Россия

Список литературы

  1. Чепур С.В., Плужников Н.Н., Чубарь О.В., Бакулина Л.С., Литвиненко И.В., Макаров В.А., и др. Респираторные РНК-вирусы: как подготовиться к встрече с новыми пандемическими штаммами. Успехи соврем. биологии. 2020; 140(4): 359–77. https://doi.org/10.31857/S0042132420040043
  2. Bradley B.T., Maioli H., Johnston R., Chaudhry I., Fink S.L., Xu P.H., et al. Histopathology and ultrastructural findings of fatal COVID-19 infections in Washington State: a case series. Lancet. 2020; 396(10247): 320–32. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)31305-2
  3. Чучалин А.Г. COVID-19 пневмония: лекция для студентов ФГАОУ ВО «Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова»; 2020. Available at: https://youtu.be/hTVZSwa7X5c (accessed October 14, 2021).
  4. Becker R.C. COVID-19-associated vasculitis and vasculopathy. J. Thromb. Thrombolysis. 2020; 50(3): 499–511. https://doi.org/10.1007/s11239-020-02230-4
  5. Calabrese F., Pezzuto F., Fortarezza F., Hofman P., Kern I., Panizo A., et al. Pulmonary pathology and COVID-19: lessons from autopsy. The experience of European Pulmonary Pathologists. Virchows Arch. 2020; 477(3): 359–72. https://doi.org/10.1007/s00428-020-02886-6
  6. Tian S., Hu W., Niu L., Liu H., Xu H., Xiao S.Y. Pulmonary pathology of early-phase 2019 novel coronavirus (COVID-19) pneumonia in two patients with lung cancer. J. Thorac. Oncol. 2020; 15(5):700–4. https://doi.org/10.1016/j.jtho.2020.02.010
  7. Li M., Lei P., Zeng B., Li Z., Yu P., Fan B., et al. Coronavirus Disease (COVID-19): Spectrum of CT findings and temporal progression of the disease. Acad. Radiol. 2020; 27(5): 603–8. https://doi.org/10.1016/j.acra.2020.03.003
  8. Bernheim A., Mei X., Huang M., Yang Y., Fayad Z.A., Zhang N., et al. Chest CT findings in Coronavirus Disease-19 (COVID-19):Relationship to duration of infection. Radiology. 2020; 295(3):685–91. https://doi.org/10.1148/radiol.2020200463
  9. Pan F., Ye T., Sun P., Gui S., Liang B., Li L., et al. Time course of lung changes at chest CT during recovery from Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). Radiology. 2020; 295(3): 715–21. https://doi.org/10.1148/radiol.2020200370
  10. Liu H., Liu F., Li J., Zhang T., Wanga D., Lan W. Clinical and CT imaging features of the COVID-19 pneumonia: Focus on pregnant women and children. J. Infect. 2020; 80(5): e7–13. https://doi.org/10.1016/j.jinf.2020.03.007
  11. Meng H., Xiong R., He R., Weichen L., Bo H., Lin Z., et al. CT imaging and clinical course of asymptomatic cases with COVID-19 pneumonia at admission in Wuhan, China. J. Infect. 2020; 81(1):e33–9. https://doi.org/10.1016/j.jinf.2020.04.004
  12. Mohanty S.K., Satapathy A., Naidu M.M., Mukhopadhyay S., Sharma S., Barton L.M., et al. Severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 (SARS-CoV-2) and coronavirus disease 19 (COVID-19) – anatomic pathology perspective on current knowledge. Diagn. Pathol. 2020; 15(1): 103. https://doi.org/10.1186/s13000-020-01017-8
  13. Iba T., Connors J.M., Levy J.H. The coagulopathy, endotheliopathy, and vasculitis of COVID-19. Inflamm. Res. 2020; 69(12): 1181–9. https://doi.org/10.1007/s00011-020-01401-6
  14. Zhang H., Zhou P., Wei Y., Yue H., Wang Y., Hu M., et al. Histopathologic changes and SARS-CoV-2 immunostaining in the lung of a patient with COVID-19. Ann. Intern. Med. 2020; 172(9): 629–32. https://doi.org/10.7326/M20-0533
  15. Varga Z., Flammer A.J., Steiger P., Haberecker M., Andermatt R., Zinkernagel A.S., et al. Endothelial cell infection and endotheliitis in COVID-19. Lancet. 2020; 395(10234): 1417–8. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30937-5
  16. Jain A. COVID-19 and lung pathology. Indian J. Pathol. Microbiol. 2020; 63(2): 171–2. https://doi.org/10.4103/IJPM.IJPM_280_20
  17. Rizzo P., Vieceli Dalla Sega F., Fortini F., Marracino L., Rapezzi C., Ferrari R., et al. COVID-19 in the heart and the lungs: could we «Notch» the inflammatory storm? Basic Res. Cardiol. 2020; 115(3):31. https://doi.org/10.1007/s00395-020-0791-5
  18. Nicolai L., Leunig A., Brambs S., Kaiser R., Weinberger T., Weigand M., et al. Immunothrombotic dysregulation in COVID-19 pneumonia is associated with respiratory failure and coagulopathy. Circulation. 2020; 142(12): 1176–89. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.120.048488
  19. Sun R., Liu H., Wang X. Mediastinal emphysema, giant bulla, and pneumothorax developed during the course of COVID-19 pneumonia. Korean J. Radiol. 2020; 21(5): 541–4. https://doi.org/10.3348/kjr.2020.0180
  20. Rosenke K., Meade-White K., Letko M., Clancy C., Hansen F., Liu Y., et al. Defining the Syrian hamster as a highly susceptible preclinical model for SARS-CoV-2 infection. Emerg. Microbes Infect. 2020; 9(1): 2673–84. https://doi.org/10.1080/22221751.2020.1858177
  21. Imai M., Iwatsuki-Horimoto K., Hatta M., Loeber S., Halfmann P.J., et al. Syrian hamsters as a small animal model for SARS-CoV-2 infection and countermeasure development. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2020; 117(28): 16587–95. https://doi.org/10.1073/pnas.2009799117

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Чепур С.В., Алексеева И.И., Владимирова О.О., Мясников В.А., Тюнин М.А., Ильинский Н.С., Никишин А.С., Шевченко В.А., Смирнова А.В., 2021

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).