microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2022-3-164-169microbe-1739Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESПатогенность вызывающих обеспокоенность вариантов вируса SARS-CoV-2 для сирийского хомячкаPathogenicity of the SARS-CoV-2 Virus Variants of Concern for the Syrian Golden Hamsterhttps://orcid.org/0000-0003-1201-8307ШиповаловА. В.ShipovalovA. V.

Шиповалов Андрей Владимирович

630559, Новосибирская обл., р.п. Кольцово

Andrey V. Shipovalov

Kol’tsovo, Novosibirsk Region, 630559

shipovalov_av@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8251-7040КудровГ. А.KudrovG. A.

630559, Новосибирская обл., р.п. Кольцово

Kol’tsovo, Novosibirsk Region, 630559

vector@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5311-9783ТомиловА. А.TomilovA. A.

630559, Новосибирская обл., р.п. Кольцово

Kol’tsovo, Novosibirsk Region, 630559

vector@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0599-3817БодневС. А.BodnevS. A.

630559, Новосибирская обл., р.п. Кольцово

Kol’tsovo, Novosibirsk Region, 630559

vector@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8854-0287БолдыревН. Д.BoldyrevN. D.

630559, Новосибирская обл., р.п. Кольцово

Kol’tsovo, Novosibirsk Region, 630559

vector@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1745-7643ОвчинниковаА. С.OvchinnikovaA. S.

630559, Новосибирская обл., р.п. Кольцово

Kol’tsovo, Novosibirsk Region, 630559

vector@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0450-5212ЗайковскаяА. В.ZaikovskayaA. V.

630559, Новосибирская обл., р.п. Кольцово

Kol’tsovo, Novosibirsk Region, 630559

vector@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6746-8092ТарановО. С.TaranovO. S.

630559, Новосибирская обл., р.п. Кольцово

Kol’tsovo, Novosibirsk Region, 630559

vector@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1194-7219ИвлеваЕ. К.IvlevaE. K.

630559, Новосибирская обл., р.п. Кольцово

Kol’tsovo, Novosibirsk Region, 630559

vector@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3340-8750ПьянковО. В.P’yankovO. V.

630559, Новосибирская обл., р.п. Кольцово

Kol’tsovo, Novosibirsk Region, 630559

vector@vector.nsc.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2577-0434МаксютовР. А.MaksyutovR. A.

630559, Новосибирская обл., р.п. Кольцово

Kol’tsovo, Novosibirsk Region, 630559

vector@vector.nsc.ruФБУН «Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»РоссияState Scientific Center of Virology and Biotechnology “Vector”Russian Federation20223010202203164169Copyright © Шиповалов А.В., Кудров Г.А., Томилов А.А., Боднев С.А., Болдырев Н.Д., Овчинникова А.С., Зайковская А.В., Таранов О.С., Ивлева Е.К., Пьянков О.В., Максютов Р.А., 20222022Шиповалов А.В., Кудров Г.А., Томилов А.А., Боднев С.А., Болдырев Н.Д., Овчинникова А.С., Зайковская А.В., Таранов О.С., Ивлева Е.К., Пьянков О.В., Максютов Р.А.Shipovalov A.V., Kudrov G.A., Tomilov A.A., Bodnev S.A., Boldyrev N.D., Ovchinnikova A.S., Zaikovskaya A.V., Taranov O.S., Ivleva E.K., P’yankov O.V., Maksyutov R.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.microbe.ru/jour/article/view/1739

Целью работы является изучение патогенности различных генетических вариантов вируса SARS-CoV-2 на модели сирийского хомячка.

Материалы и методы

Материалы и методы. В работе использовали штаммы вируса SARS-CoV-2, относящиеся к вызывающим обеспокоенность (VOC) вариантам, циркулирующим на территории РФ. Эксперименты проводили на аутбредных сирийских хомячках, полученных из питомника ГНЦ ВБ «Вектор». Инфекционный титр коронавируса в образцах тканей, полученных от зараженных лабораторных животных, определяли на культуре клеток Vero E6. Дополнительным параметром контроля вирусной нагрузки в пробах считали пороговое значение Ct в ОТ-ПЦР. Тяжесть поражения тканей легких сирийских хомячков при подобном COVID-19 заболевании оценивали по гистологическим препаратам.

Результаты и обсуждение

Результаты и обсуждение. Определены 50 % инфицирующие дозы при интраназальном способе заражения, проведен гистологический анализ тканей легкого. Оценена патогенность различных вариантов вируса SARS-CoV-2 для сирийского хомячка, выявлены различия инфицирующих доз и патологических изменений в легких. Вирусы SARS-CoV-2, относящиеся к генетическому варианту бета, характеризуются наибольшей, а к варианту альфа – наименьшей вирулентностью при сравнении по величине ИД50. Варианты дельта и омикрон обладают сравнимой способностью вызывать специфическое поражение тканей дыхательных путей, при этом уступая только варианту бета. Показано, что сирийские хомячки являются адекватной моделью для оценки патогенности вызывающих обеспокоенность вариантов вируса SARS-CoV-2. Таким образом, варианты VOC вируса SARS-CoV-2 при интраназальном заражении показали разную степень патогенности в модели сирийского хомячка.

The aim of the work was to study the pathogenicity of newly emerging variants of SARS-CoV-2 on the model of the Syrian golden hamster.

Materials and methods

Materials and methods. We used the strains of SARS-CoV-2 virus related to the VOC circulating in the territory of the Russian Federation. The experiments were carried out on outbreed Syrian hamsters obtained from the nursery of the SSC VB “Vector”. The infectious titer of coronavirus in tissue samples collected from infected laboratory animals was determined on a Vero E6 cell culture. The Ct in RT-PCR was considered an additional parameter for monitoring the viral load in the samples. The severity of lung tissue damage in Syrian hamsters with COVID-19 was assessed by histological preparations.

Results and discussion

Results and discussion. 50 % infecting doses in case of the intranasal infection have been determined, histological analysis of lung tissues performed. The pathogenicity of various variants of the SARS-CoV-2 virus for the Syrian hamster has been evaluated, differences in infecting doses and pathological changes in the lungs have been revealed. SARS-CoV-2 viruses belonging to Beta genetic variant have the highest virulence, while Alpha variant has the lowest one when comparing the studied strains by the ID50 value. The Delta and Omicron variants have a matched ability to cause specific damage to the tissues of the respiratory tract, while being inferior only to the Beta variant. It has been demonstrated that Syrian hamsters are an adequate model for assessing the pathogenicity of the SARS-CoV-2 virus variants of concern. Variants of SARS-CoV-2 virus during intranasal infection has shown different degree of pathogenicity in the Syrian hamster model.

SARS-CoV-2COVID-19вызывающие обеспокоенность варианты (VOC)сирийский хомячок50 % инфицирующая дозаинтраназальное заражениемодельное животноеSARS-CoV-2COVID-19variants of concern (VOC)Syrian golden hamster50 % infecting doseintranasal infectionmodel animalReferencesCoronaviridae Study Group of the International Committee on Taxonomy of Viruses. The species Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus: classifying 2019-nCoV and naming it SARS-CoV-2. Nat. Microbiol. 2020; 4:536–44. DOI: 10.1038/s41564-020-0695-z.Coronaviridae Study Group of the International Committee on Taxonomy of Viruses. The species Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus: classifying 2019-nCoV and naming it SARS-CoV-2. Nat. Microbiol. 2020; 4:536–44. DOI: 10.1038/s41564-020-0695-z.WHO – Coronavirus disease 2019 (COVID-19): Situation Reports. [Электронный ресурс]. URL: https://www.who.int/publications/m/item/weekly-epidemiological-update-on-covid-19--25-may-2022 (дата обращения 01.06.2022).WHO – Coronavirus disease 2019 (COVID-19): Situation Reports. (Cited 01.06.2022). [Internet]. Available from: https://www.who.int/publications/m/item/weekly-epidemiological-update-oncovid-19---25-may-2022.Li Q., Nie J., Wu J., Zhang L., Ding R., Wang H., Zhang Y., Li T., Liu S., Zhang M., Zhao C., Liu H., Nie L., Qin H., Wang M., Lu Q., Li X., Liu J., Liang H., Shi Y., Shen Y., Xie L., Zhang L., Qu X., Xu W., Huang W., Wang Y. SARS-CoV-2 501Y.V2 variants lack higher infectivity but do have immune escape. Cell. 2021; 9:2362–71.e9. DOI: 10.1016/j.cell.2021.02.042.Li Q., Nie J., Wu J., Zhang L., Ding R., Wang H., Zhang Y., Li T., Liu S., Zhang M., Zhao C., Liu H., Nie L., Qin H., Wang M., Lu Q., Li X., Liu J., Liang H., Shi Y., Shen Y., Xie L., Zhang L., Qu X., Xu W., Huang W., Wang Y. SARS-CoV-2 501Y.V2 variants lack higher infectivity but do have immune escape. Cell. 2021; 9:2362–71.e9. DOI: 10.1016/j.cell.2021.02.042.Sutton T.C., Subbarao K. Development of animal models against emerging coronaviruses: From SARS to MERS coronavirus. Virology. 2015; 479-480:247–58. DOI: 10.1016/j.virol.2015.02.030.Sutton T.C., Subbarao K. Development of animal models against emerging coronaviruses: From SARS to MERS coronavirus. Virology. 2015; 479-480:247–58. DOI: 10.1016/j.virol.2015.02.030.Kumar S., Yadav P.K., Srinivasan R., Perumal N. Selection of animal models for COVID-19 research. Virusdisease. 2020; 31(4):453–58. DOI: 10.1007/s13337-020-00637-4.Kumar S., Yadav P.K., Srinivasan R., Perumal N. Selection of animal models for COVID-19 research. Virusdisease. 2020; 31(4):453–58. DOI: 10.1007/s13337-020-00637-4.Шиповалов А.В., Кудров Г.А., Томилов А.А., Боднев С.А., Болдырев Н.Д., Овчинникова А.С., Зайковская А.В., Таранов О.С., Пьянков О.В., Максютов Р.А. Изучение восприимчивости линий мышей к вызывающим обеспокоенность вариантам вируса SARS-CoV-2. Проблемы особо опасных инфекций. 2022; 1:148–55. DOI: 10.21055/0370-1069-2022-1-148-155.Shipovalov A.V., Kudrov G.А., Tomilov A.A., Bodnev S.A., Boldyrev N.D., Ovchinnikova A.S., Zaikovskaya A.V., Taranov O.S., P’yankov O.V., Maksyutov R.A. [Susceptibility to SARSCoV-2 virus variants of concern in mouse models]. Problemy Osobo Opasnykh Infektsii [Problems of Particularly Dangerous Infections]. 2022; (1):148–55. DOI: 10.21055/0370-1069-2022-1-148-155.Chan J.F., Zhang A.J., Yuan S., Poon V.K., Chan C.C., Lee A.C., Chan W.M., Fan Z., Tsoi H.W., Wen L., Liang R., Cao J., Chen Y., Tang K., Luo C., Cai J.P., Kok K.H., Chu H., Chan K.H., Sridhar S., Chen Z., Chen H., To K.K., Yuen K.Y. Simulation of the clinical and pathological manifestations of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) in a golden syrian hamster model: implications for disease pathogenesis and transmissibility. Clin. Infect. Dis. 2020; 9:2428–46. DOI: 10.1093/cid/ciaa325.Chan J.F., Zhang A.J., Yuan S., Poon V.K., Chan C.C., Lee A.C., Chan W.M., Fan Z., Tsoi H.W., Wen L., Liang R., Cao J., Chen Y., Tang K., Luo C., Cai J.P., Kok K.H., Chu H., Chan K.H., Sridhar S., Chen Z., Chen H., To K.K., Yuen K.Y. Simulation of the clinical and pathological manifestations of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) in a golden syrian hamster model: implications for disease pathogenesis and transmissibility. Clin. Infect. Dis. 2020; 9:2428–46. DOI: 10.1093/cid/ciaa325.Sia S.F., Yan L.M., Chin A.W.H., Fung K., Choy K.T., Wong A.Y.L., Kaewpreedee P., Perera R.A.P.M., Poon L.L.M., Nicholls J.M., Peiris M., Yen H.L. Pathogenesis and transmission of SARSCoV-2 in golden hamsters. Nature. 2020; 583(7818):834–8. DOI: 10.1038/s41586-020-2342-5.Sia S.F., Yan L.M., Chin A.W.H., Fung K., Choy K.T., Wong A.Y.L., Kaewpreedee P., Perera R.A.P.M., Poon L.L.M., Nicholls J.M., Peiris M., Yen H.L. Pathogenesis and transmission of SARSCoV-2 in golden hamsters. Nature. 2020; 583(7818):834–8. DOI: 10.1038/s41586-020-2342-5.Reed L.J., Muench H. A simple method of estimating fifty per cent endpoints. Am. J. Hyg. 1938; 3:493–7. DOI: 10.1093/oxfordjournals.aje.a118408.Reed L.J., Muench H. A simple method of estima¬ ting fifty per cent endpoints. Am. J. Hyg. 1938; 3:493–7. DOI: 10.1093/oxfordjournals.aje.a118408.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.