COVID

Fonte: Imagens Tetra/Getty Images

Células humanas e células de camundongos expressam, cada uma, sua própria versão da enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2), o receptor ligado à membrana que serve como um meio conveniente de entrada para o SARS-CoV-2. Como o ACE2 humano é mais acolhedor do que o ACE2 de camundongo, o COVID-19 humano não é facilmente recapitulado em modelos de camundongos comuns. Os modelos de ratos geneticamente modificados, no entanto, prometem avançar nos estudos da COVID-19, quer pretendam detalhar os mecanismos da doença ou avaliar as vacinas e terapêuticas da COVID-19.

Para garantir que o SARS-CoV-2 seja recebido calorosamente em ratos de laboratório, cientistas que representam várias instituições de investigação na China geraram um modelo de rato que expressa ACE2 humano (hACE2) utilizando a tecnologia knock-in CRISPR-Cas9. O novo modelo captura diversas características da COVID-19 humana, incluindo o desenvolvimento de pneumonia intersticial; níveis mais elevados de citocinas e maiores danos pulmonares com o aumento da idade; e sintomas gastrointestinais.

Os detalhes apareceram em 27 de maio na Cell Host & Microbe, em um artigo intitulado “Um modelo de rato de infecção e patogênese por SARS-CoV-2”. O artigo descreve como a tecnologia knock-in CRISPR-Cas9 foi usada para gerar um modelo de mouse que expressa hACE2.

“Em comparação com camundongos C57BL/6 de tipo selvagem, tanto camundongos hACE2 jovens quanto idosos sofreram altas cargas virais no pulmão, traqueia e cérebro após infecção intranasal”, escreveram os autores do artigo. “Embora não tenham sido observadas fatalidades, pneumonia intersticial e citocinas elevadas foram observadas em camundongos hACE2 idosos infectados com SARS-CoV-2. Curiosamente, foi evidenciado que a inoculação intragástrica de SARS-CoV-2 causa infecção produtiva e leva a alterações patológicas pulmonares em camundongos hACE2.”

Wang e seus colaboradores sugerem que seu modelo de camundongo tem várias vantagens em comparação com outros camundongos geneticamente modificados que expressam hACE2 para modelar a infecção por SARS-CoV-2. Em vez de ser inserido aleatoriamente, o hACE2 é inserido precisamente em um local específico no cromossomo X e substitui completamente a versão da proteína em camundongos.

Os cientistas também afirmam que o seu modelo é geneticamente estável, com poucas diferenças entre os indivíduos. Além disso, as cargas de RNA viral no pulmão são muito mais altas e a distribuição resultante de hACE2 em vários tecidos corresponde melhor à observada em humanos.

“A presença de RNAs virais no cérebro foi um tanto inesperada, já que apenas alguns pacientes com COVID-19 desenvolveram sintomas neurológicos”, observou o coautor sênior do estudo, Cheng-Feng Qin, da Academia de Ciências Médicas Militares (AMMS) em Pequim.

A proteína S do SARS-CoV-2, que se liga ao hACE2 para entrar nas células hospedeiras, também estava presente no tecido pulmonar e nas células cerebrais. Além disso, os investigadores identificaram as principais células das vias aéreas visadas pelo SARS-CoV-2 como células Clara que produzem a proteína CC10. “Nosso resultado fornece a primeira linha de evidência que mostra as principais células-alvo do SARS-CoV-2 no pulmão”, afirmou Yu-Sen Zhou, coautor sênior do estudo, da AMMS.

Além disso, os camundongos desenvolveram pneumonia intersticial, que afeta o tecido e o espaço ao redor dos sacos aéreos dos pulmões, causando a infiltração de células inflamatórias, o espessamento da estrutura que separa os sacos aéreos e danos aos vasos sanguíneos. Em comparação com ratos jovens, os ratos mais velhos apresentaram danos pulmonares mais graves e aumentaram a produção de moléculas sinalizadoras chamadas citocinas. Tomadas em conjunto, estas características recapitulam aquelas observadas em pacientes com COVID-19.

Quando os pesquisadores administraram o SARS-CoV-2 no estômago, dois dos três ratos apresentaram níveis elevados de RNA viral na traqueia e no pulmão. A proteína S também estava presente no tecido pulmonar, que apresentava sinais de inflamação. Segundo os autores, esses achados são consistentes com a observação de que pacientes com COVID-19 às vezes apresentam sintomas gastrointestinais, como diarreia, dor abdominal e vômitos. Mas foi necessária uma dose 10 vezes maior de SARS-CoV-2 para estabelecer a infecção pelo estômago do que pelo nariz.