Исследование методом проточной цитометрии клеточного иммунитета макак-резусов после экспериментального инфицирования вирусом SARS CoV 2

Клеточный иммунитет играет важную роль в патогенезе и формировании иммунной защиты по отношению к вирусу SARS‑CoV‑2.

Целью работы являлось исследование методом проточной цитометрии клеточного иммунитета макак-резусов после экспериментального инфицирования вирусом SARS‑CoV‑2.

Материалы и методы. Самцов макак-резусов интраназально инфицировали вирусом SARS‑CoV‑2, штамм Изолят В и штамм hCoV-19/Russia/SP48-1226/2020 (сокращенное название – У-2), в дозе 5,0 lg БОЕ. С использованием метода проточной цитометрии определены уровни 21 популяции/субпопуляции мононуклеарных клеток периферической крови животных до экспериментального инфицирования возбудителем и на 14‑е сутки после инфицирования. РНК коронавируса SARS‑CoV‑2 определяли методом полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Определение титра вируснейтрализующих антител к вирусу SARS‑CoV‑2 в сыворотках крови животных определяли в реакции нейтрализации по подавлению негативных колоний.

Результаты и обсуждение. При инфицировании культурой штамма Изолят В выявлено увеличение относительного содержания общих Т-лимфоцитов (р˂0,2), цитотоксических Т-лимфоцитов (р˂0,1), а также моноцитов, экспрессирующих маркер ранней активации СD25 (р˂0,2). Снижение показано для общих В-лимфоцитов (р˂0,2) и Т‑хелперов (р˂0,1). При инфицировании культурой штамма У-2 выявлено увеличение относительного содержания моноцитов, экспрессирующих маркер ранней активации СD25 (р˂0,2). Таким образом, впервые в Российской Федерации методом проточной цитометрии проведено изучение клеточного иммунитета макак-резусов до и после экспериментального инфицирования вирусом SARS‑CoV‑2. Полученная информация может быть использована для исследования патогенеза вызванной SARS‑CoV‑2 инфекции, течения и исхода заболевания, разработки стратегий вакцинации и лечения.

1. Wieland E., Shipkova M. Lymphocyte surface molecules as immune activation biomarkers. Clin. Biochem. 2016; 49(4-5):347– 54. DOI: 10.1016/j.clinbiochem.2015.07.099.

2. Chowdhury M.A., Hossain N., Kashem M.A., Shahid M.A., Alam A. Immune response in COVID-19: A review. J. Infect. Public Health. 2020; 13:1619–29. DOI: 10.1016/j.jiph.2020.07.001.

3. Weiskopf D., Schmitz K.S., Raadsen M.P., Grifoni A., Okba N.M.A., Endeman H., van den Akker J.P.C., Molenkamp R., Koopmans M.P.G., van Gorp E.C.M., Haagmans B.L., de Swart R.L., Sette А., de Vries R.D. А phenotype and kinetics of SARS CoV 2-specific T cells in COVID-19 patients with acute respiratory distress syndrome. Sci. Immunol. 2020; 5:eabd2071. DOI: 10.1126/sciimmunol.abd2071.

4. Иванова И.А., Омельченко Н.Д., Филиппенко А.В., Труфанова А.А., Носков А.К. Роль клеточного звена иммунитета в формировании иммунного ответа при коронавирусных инфекциях. Медицинская иммунология. 2021; 6:1229–38. DOI: 10.15789/1563-0625-ROT-2302.

5. Хайдуков С.В., Зурочка А.В., Тотолян А.А., Черешнев В.А. Основные и малые популяции лимфоцитов периферической крови человека и их нормативные значения (методом многоцветного цитометрического анализа). Медицинская иммунология. 2009; 2-3:227–38. DOI: 10.15789/1563-0625-2009-2-3-227-238.

6. Лапин Б.А. К вопросу об использовании в медицинских экспериментах лабораторных приматов. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2010; 2:3–6.

7. Алексеев Я.И., Борисевич С.В., Варламов Д.А., Казанцев А.В., Карулина Н.В., Кириллов И.А., Кириллова С.Л., Кузубов А.В., Кутаев Д.А., Лебедев В.Н., Маношкин А.В., Мельников Д.Г., Павельев Д.И., Петров А.А., Сизикова Т.Е., Хмуренко С.Н., Целиков Е.М., Чухраля О.В. Набор реагентов для выявления РНК вируса SARS CoV 2, возбудителя нового коронавирусного заболевания COVID-19, методом обратной транскрипцииполимеразной цепной реакции в реальном времени. Патент РФ № 2732608, опубл. 09.04.2020. Бюл. № 27.

8. Сыромятникова С.И., Писцов М.Н., Борисевич С.В., Хамитов Р.А., Марков В.И., Максимов В.П. Состав агарового покрытия для титрования методом негативных колоний коронавируса – возбудителя тяжелого острого респираторного синдрома. Патент РФ № 2325436, опубл. 27.05.2008. Бюл. № 15.

9. Логинова С.Я., Щукина В.Н., Борисевич С.В., Сыромятникова С.И., Копылова Н.К., Борисевич Г.В., Андрощук И.А., Максимов В.А., Бондарев В.П. Разработка способа моделирования заболевания, вызываемого вирусом тяжелого острого респираторного синдрома, у лабораторных животных. Молекулярная медицина. 2009; 5:31–6.

10. Васильев Д.А., Луговцев В.Ю. Учебно-методические материалы по подготовке к лабораторным и семинарским занятиям по курсу вирусологии (часть вторая – серологические реакции). Ульяновск; 2005.

11. Sestak K., Scheiners C., Wu X.W., Hollemweguer E. Identification of anti-human CD 1antibodies reactive with rhesus macaque peripheral blood cells. Vet. Immunol. Immunopathol. 2007; 1-2:21–6. DOI: 10.1016/j.vetimm.2007.06.011.

12. Хайдуков С.В., Байдун Л.В., Зурочка А.В., Тотолян А.А. Стандартизованная технология «Исследование субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови с применением проточных цитофлюориметров-анализаторов» (проект). Медицинская иммунология. 2012; 14(3):255–68. DOI: 10.15789/1563-0625-2012-3-255-268.

13. Hammerbeck C., Goetz C., Bonnevier J. Primary and secondary antibodies and flow cytometry controls. In: Flow Cytometry Basics for the Non-Expert. Cham: Springer; 2018. P. 75–103. [Электронный ресурс]. URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-3-319-98071-3_6 (дата обращения 10.12.2021).

14. Li G., Fan Y., Lai Y., Han T., Li Z., Zhou P., Pan P., Wang W., Hu D., Liu X., Zhang Q., Wu J. Coronavirus infections and immune responses. J. Med. Virol. 2020; 4:424–32. DOI: 10.1002/jmv.25685.

15. Gallais F., Velay A., Nazon C., Wendling M.-J., Partisani M., Sibilia J., Candon S., Fafi-Kremer S. Intrafamilial Exposure to SARS CoV 2 associated with cellular immune response without seroconversion. Emerg. Infect. Dis. 2021; 1:113–21. DOI: 10.3201/eid2701.203611.

16. Thieme C.J., Anft M., Paniskaki K., Blazquez-Navarro A., Doevelaar A., Seibert F.S., Hoelzer B., Konik M.J., Berger M.M., Brenner T., Tempfer C., Watzl C., Meister T.L., Pfaender S., Steinmann E., Dolff S., Dittmer U., Westhoff T.H., Witzke O., Stervbo U., Roch T., Babel N. Robust T cell response toward spike, membrane, and nucleocapsid SARS CoV 2 proteins is not associated with recovery in critical COVID-19 patients. Cell Rep. Med. 2020; 1:100092. DOI: 10.1016/j.xcrm.2020.100092.

17. Sariol S., Perlman S. Lessons for COVID-19 immunity from other coronavirus infections. Immunity. 2020; 2:248–63. DOI: 10.1016/j.immuni.2020.07.

18. Yuan X., Huang W., Ye B., Chen C., Huang R., Wu F., Wei Q., Zhang W., Hu J. Changes of hematological and immunological parameters in COVID-19 patients. Int. J. Hematol. 2020; 4:553–9. DOI: 10.1007/s12185-020-02930-w.

19. Diao B., Wang C., Tan Y., Chen X., Liu Y., Ning L., Chen L., Li M., Liu Y., Wang G., Yuan Z., Feng Z., Zhang Y., Wu Y., Chen Y. Reduction and functional exhaustion of T cells in patients with coronavirus disease 2019 (COVID-19). Front. Immunol. 2020; 11:827. DOI: 10.3389/fimmu.2020.00827.

20. McMaham K., Yu J., Mercado N.B., Loos C., Tostsnoski L.H., Chandrashekaver A., Liu J., Peter L., Atyeo C., Zhu A., Bondzie E.A., Dagotto G., Gebre M.S., Jacob-Dolan C., Li Z., Nampanya F., Patel S., Pessaint L., van Ry A., Blade K., Yalley-Ogunro J., Cabus M., Brown R., Cook A., Teow E., Andersen H., Lewis M.G., Lauffenburger D.A., Alter G., Barouch D.H. Correlates of protection against SARS CoV 2 in rhesus macaques. Nature. 2021; 590:630–4. DOI: 10.1038/s41586-020-03041-6.

21. Сhandrashekar A., Liu J., Martinot A.J., McMahan K., Mercado N.B., Peter L., Tostanoski L.H., Yu J., Maliga Z., Nekorchuk M., Busman-Sahay K., Terry M., Wrijil L.M., Ducat S., Martinez D.R., Atyeo C., Fischinger S., Burke J.S., Slein M.D., Pessaint L., van Ry A., Greenhouse J., Taylor T., Blade K., Cook A., Finneyfrock B., Brown R., Teow E., Velasco J., Zahn R., Wegmann F., Abbink P., Bondzie E.A., Dagotto G., Gebre M.S., He X., Jacob-Dolan C., Kordana N., Li Z., Lifton M.A., Mahrokhian S.H., Maxfield L.F., Nityanandam R., Nkolola J.P., Schmidt A.G., Miller A.D., Baric R.S., Alter G., Sorger P.K., Estes J.D., Andersen H., Lewis M.G., Barouch D.H. SARS CoV 2 infection protects against rechallenge in rhesus macaques. Science. 2020; 369:812–7. DOI: 10.1126/science.abc4776.

22. Shi S., Nie B., Chen X., Cai Q., Lin C., Zhao G., Zhang X. Clinical and laboratory characteristics of severe and non-severe patients with COVID-19: A retrospective cohort study in China. Clin. Lab. Anal. 2021; 1:e23692. DOI: 10.1002/jcla.23692.

23. Петрова Н.В., Ганина К.К., Тарасов С.А. Изучение чувствительности лабораторных животных к вирусу SARS CoV 2 (Coronaviridae: Coronavirinae: Betacoronavirus; Sarbecovirus). Вопросы вирусологии. 2021; 2:103–11. DOI: 10.36233/0507-4088-47.

24. Heijmans C.M.C., de Groot N.G., Bontrop R.E. Comparative genetics of the major histocompatibility complex in humans and nonhuman primates. Int. J. Immunogenet. 2020; 3:243–60. DOI: 10.1111/iji.12490.

25. Nakayama E., Saijo M. Animal models for Ebola and Marburg virus infections. Front. Microbiol. 2013; 4:267. DOI: 10.3389/fmicb.2013.00267.