En un estudio reciente publicado en la revista mBioinvestigadores de los Estados Unidos evaluaron la exposición de ratas al síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) en la ciudad de Nueva York (NYC).
Además de los humanos, el SARS-CoV-2 puede infectar a varios animales domésticos, salvajes y cautivos, incluidos gatos, perros, ciervos, hurones, gorilas, leones, visones, nutrias, tigres y otros. El virus ha evolucionado rápidamente y han surgido varias variantes genéticas. Las variantes del SARS-CoV-2 adquirieron mutaciones en el proteína de espigaEl dominio de unión al receptor (RBD) de ‘s que, según se informa, facilita la infectividad en ratas/ratones.
Esto plantea preocupaciones sobre el riesgo de zoonosis inversa en roedores. Dos estudios de vigilancia sugirieron de forma independiente una posible exposición de ratas a través de aguas residuales en Bélgica y Hong Kong, pero no se detectó material genético viral en ratas de Noruega (ratto norvegico). Sigue siendo incierto si las ratas son susceptibles a las variantes más recientes del SARS-CoV-2 (Delta y Omicron).
Estudiar: Exposición al SARS-CoV-2 en ratas noruegas (Rattus norvegicus) de la ciudad de Nueva York. Haber de imagen: Holger Kirk/Shutterstock
El estudio y los hallazgos
En el presente estudio, los investigadores evaluaron la exposición de ratas al SARS-CoV-2 en la ciudad de Nueva York. Realizaron vigilancia entre el 13 de septiembre y el 21 de noviembre de 2021, cuando el SARS-CoV-2 Delta era predominante en la ciudad. Setenta y nueve ratas fueron capturadas/muestreadas de tres sitios en Brooklyn, Nueva York.
Nueve y cuatro muestras de suero de rata dieron positivo para inmunoglobulina G (IgG) e IgM, respectivamente, contra pico y RBD. Además, estas muestras positivas fueron evaluadas para anticuerpos neutralizantes (nAbs) en un ensayo de microneutralización contra el linaje B.1, las variantes Alfa y Delta, pero todas las muestras dieron negativo.
Solo cuatro muestras de tejido respiratorio dieron positivo para el ARN viral en una prueba de reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa de transcripción inversa (RT-qPCR). No se observó reactividad cruzada con seis cepas de beta-CoV murino. Solo dos ratas dieron positivo para el ARN y los anticuerpos del SARS-CoV-2. La secuenciación del genoma completo de las cuatro muestras PCR positivas identificó secuencias virales parciales con una cobertura del genoma de hasta el 21,3 %.
Los análisis filogenéticos y la caracterización molecular sugirieron que las secuencias estaban asociadas con el linaje B del SARS-CoV-2. A continuación, el equipo investigó si las variantes del SARS-CoV-2 podían infectar a las ratas. Ratas de seis semanas de edad fueron desafiadas por vía intranasal con SARS-CoV-2 Alpha, Delta u Omicron. Se recogieron tejidos pulmonares y cornetes a los 2 y 4 días después de la infección (dpi).
Se detectaron niveles elevados de ARN viral y títulos de virus infecciosos tanto en tejidos como en cornetes, a pesar de la notable ausencia de signos clínicos y pérdida de peso corporal. Específicamente, las ratas infectadas con Delta tenían el mayor número de copias de ARN y títulos de virus infecciosos a 2 ppp. Viral antígeno la expresión fue evidente en los pulmones en cualquier punto de todos los animales infectados, y la expresión más alta se observó en los animales infectados con Delta.
Las ratas Sprague Dawley (SD) son susceptibles a la infección con las variantes Alfa, Delta y Omicron. (A) Prevalencia de las variantes Alpha, Delta y Omicron en la ciudad de Nueva York. Figura adaptada de https://brote.info. (B) Esquema del experimento de desafío de virus utilizando ratas SD de 6 semanas de edad. (C) Cambios de aminoácidos de las variantes Alpha, Delta y Omicron en el dominio de unión al receptor (RBD) en comparación con Wuhan-Hu-1 (n.º de acceso NCBI MN908947.3). (D) Peso corporal de ratas infectadas de forma simulada o infectadas con la variante Alpha, Delta u Omicron. (E y F) Copias de ARN viral (E) y títulos virales infecciosos (F) en el cornete y los pulmones de ratas infectadas con la variante Alpha, Delta u Omicron a los 2 o 4 días después de la infección (dpi). *, P < 0,05; **, P < 0,01. (G) Detección de proteína de nucleocápsida SARS-CoV-2 en células epiteliales bronquiales por inmunohistoquímica a 2 y 4 ppp. Barra de escala = 100 μm.
Además, las respuestas inmunitarias a la infección se determinaron midiendo la expresión de citocinas/quimiocinas a los 2 y 4 ppp y de anticuerpos a los 21 ppp. Todas las infecciones variantes provocaron un perfil de expresión proinflamatorio, particularmente a 2 ppp. Consistentemente, las ratas infectadas con Delta tenían la expresión más alta. IgG y nAbs fueron detectables contra todas las variantes a los 21 dpi. No se detectó IgM, independientemente de la variante infectante.
No se observaron diferencias significativas entre las infecciones Alfa y Delta en los títulos de IgG. No obstante, la variante Delta indujo títulos de IgG más altos que Omicron. Los títulos de nAb inducidos por Delta fueron más altos que los provocados por Alpha u Omicron. La secuenciación del virus de los pulmones de los animales no reveló sustituciones de aminoácidos adaptativos en los RBD de las tres variantes.
Sin embargo, se observó sustitución de N74K en la espiga en animales infectados con la variante Alfa. Se observaron otras sustituciones en la nucleoproteína, la proteína no estructural 6 (NSP6) y la NSP13 en algunas ratas infectadas con Delta/AlphaFinally, los investigadores modelaron computacionalmente las interacciones entre las variantes de RBD y la enzima convertidora de angiotensina 2 de rata (ACE2).
Los modelos estructurales mostraron que el residuo 452 no interactuaba directamente con ACE2 y estaba rodeado por muchos residuos adyacentes. Por lo tanto, la sustitución de L452R en la variante Delta podría alterar la conformación estructural y modular la afinidad de unión. De acuerdo con esto, los ensayos de unión in vitro revelaron una afinidad de unión dos veces mayor de Delta RBD con mutaciones dobles L452R/T478K que el Wuhan-Hu-1 RBD original.
Conclusiones
En conjunto, los autores demostraron que las ratas en la ciudad de Nueva York estuvieron expuestas al SARS-CoV-2. Más del 16% de las ratas analizadas fueron seropositivas y el 5% fueron positivas para el ARN viral. Los análisis genómicos revelaron que las secuencias estaban relacionadas con el linaje B, que prevalecía a principios de la pandemia en la ciudad de Nueva York. El equipo especuló que los virus del linaje B eran enzoóticos en ratas. Además, el equipo demostró que SARS-CoV-2 Delta y Omicron podían infectar ratas. En general, los hallazgos subrayaron el riesgo potencial de zoonosis secundaria de ratas y la necesidad de continuar la vigilancia en las poblaciones de ratas.
