El coronavirus del ratón como modelo de COVID-19 – SARS-CoV2

El coronavirus del ratón, Mouse Hepatitis VirusMHV, ha sido durante décadas el modelo utilizado para el estudio de los coronavirus humanos.  El coronavirus del ratón MHV lleva muchos años siendo cultivado en laboratorio para el estudio y la comprensión de los mecanismos de replicación de los coronavirus.  La primera cepa de MHV fue aislada en laboratorio en 1947.  Desde que se estableció la experimentación animal en nuestras sociedades este virus ha sido ampliamente estudiado debido al impacto en la mortalidad que causaba en las colonias experimentales, así como sus efectos en las investigaciones realizadas.  Actualmente se conocen unas 25 cepas distintas del coronavirus del ratón, siendo las más importantes en cuanto a afectación MHV-A57 y JHM.

Las imágenes, obtenidas de esta fuente, muestran el grado de similitud estructural de ambos virus.  La diferencia fundamental se encuentra en las proteínas de la cápside, en color azul celeste en la representación de MHV, llamadas hemaglutininas. En cuanto a las diferencias genéticas en las secuencias de referencia utilizando en programa de acceso libre BLAST  se cuantfican en el 66,38%.  El grado de similitud entre otros coronavirus es le siguiente, utilizando la misma metodología:

Virus 1Virus 2Similitud genética
SARS-CoV2, secuencia de referencia NC_45512.2Coronavirus del pangolín MP789 , secuencia de referencia MT084071.191,64%
SARS-CoV2, secuencia de referencia NC_45512.2Coronavirus del murciélago BAT-SL-CoVZC45, secuencia de referencia MG772933.189,12%
SARS-CoV2, secuencia de referencia NC_45512.2SARS, secuencia de referencia AY395003.182,34%
SARS-CoV2, secuencia de referencia NC_45512.2MERS, secuencia de referencia MG0021451.170,24%
SARS-CoV2, secuencia de referencia NC_45512.2MHV, secuencia de referencia AC_00019266,38%

Las epidemias por MHV entre estos animales, tanto si tenían inmunidad previa como si no, han sido muy estudiadas por la ciencia durante años, algo que no se ha podido hacer con esta exactitud con los coronavirus de los murciélagos o del pangolín.  Comparar ambos virus resulta interesante porque tienen muchos aspectos en común:

  1. El MHV es un virus extremadamente contagioso, capaz de expandirse muy rápidamente entre las colonias de ratones que no mostraban inmunidad previa al virus.
  2. Se transmite por aerosoles y superficies, además de contacto directo.
  3. La expansión de la enfermedad depende de factores como la edad, el genotipo o base genética, el estado sanitario de los animales, la virulencia de la cepa de MHV y el tropismo del virus.

El tropismo de un virus se define como la tendencia a desarrollar más afinidad por un determinado tipo de tejido en que se va a replicar.  El el caso del coronavirus del ratón MHV es conocido que existen cepas con distinto tropismo:

  1. Cepas con tropismo respiratorio, también conocidas como politrópicas.  Son las menos comunes y muestran afinidad por la replicación inicial en la mucosa respiratoria, tras lo que se diseminan por todo el organismo través del torrente sanguíneo.  El virus se excreta por secreciones respiratorias.  En animales inmunodeprimidos las cepas politrópicas pueden afectar hígado, bazo, tejido limfoide, sistema nervioso central y médula ósea.
  2. Cepas enterotrópicas o con afinidad intestinal.  Este tipo de cepa son las más frecuentes.  Los viriones, durante la infección, se excretan por las heces.  Las cepas enterotrópicas tienden a ser muy contagiosas, ya que el número de partículas víricas excretadas en heces suele ser masivo, facilitando mucho la expansión del brote.  Las lesiones suelen limitarse al intestino en inmunocompetentes, pero en inmunodeprimidos también suele haber afectación multiorgánica.

A continuación se muestra una tabla con las alteraciones patológicas que puede causar una infección por MHV, fuente aquí:

Estado inmune del animalObservaciones
InmunocompetenteInmunoestimulación trasnsitoria, seguida de inmunosupresión.
Involución del timo.
Anemia microcítica y cambios en el hierro sanguíneo.
Descenso de la proliferación de limfocitos.
Disminución de la secreción de anticuerpos.
Descenso en la actividad fagocítica.
Aumento de producción de IL-2 y IFN.
Actividad hepática alterada.
Desmielización nerviosa.
Otros cambios patológicos.
InmunodeprimidoCambios necróticos en hígado, pulmones, bazo, intestino, cerebro, nódulos limfáticos y médula ósea.
Actividad enzimática alterada.
Concentración de bilirrubina.
Actividad aumentada de los macrófagos.
Rgeneración del hígado alterada.

Las alteraciones clínicas observadas en los pacientes infectados apuntan a que el virus SARS-CoV2 puede tener, principalmente, afectación respiratoria, intestinal y neurológica, todas ellas descritas en las infecciones animales por MHV.

Contención de la epidemia

También existe bibliografía disponible respecto a la forma de mitigar un brote de coronavirus de ratón dentro de instalaciones de investigación.  Básicamente, consiste en aislar a la población afectada durante 8 semanas. El aislamiento entre individuos infectados, o presuntamente infectados, e individuos no infectados es absolutamente necesario para contener  la epidemia y hacer bajar la tasa de contagios.  Este aislamiento no solo hace referencia al contacto directo sino que también hay que evitar entrar en contacto con superficies u objetos que hayan estado en contacto con individuos infectados.

Durante todos estos años también se ha intentado desarrollar métodos de inmunización frente a MHV pero las vacunas con virus atenuados causaban enfermedad, aunque leve, en los ratones e interferían en la investigación.

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