IAV to wirusy otoczkowe sklasyfikowane w rodzinie Orthomyxoviridae3. Zawierają osiem jednoniciowych cząsteczek RNA o ujemnej polarności3. U ludzi IAV wywołują sezonowe epidemie i sporadyczne pandemie o ważnych konsekwencjach, gdy nowe wirusy są wprowadzane do populacji ludzkiej4. Co więcej, sezonowe IAV są wysoce i szybko przenoszone między ludźmi, powodując co roku zwiększone straty ekonomiczne na całym świecie2,5. Objawy IAV obejmują kaszel, przekrwienie błony śluzowej nosa, gorączkę, złe samopoczucie, ból głowy, anoreksję i bóle mięśni, ale wirus może również powodować cięższą chorobę u pacjentów z obniżoną odpornością6. W rzeczywistości Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) oblicza, że wirusy grypy sezonowej powodują 300 000 - 500 000 zgonów na całym świecie każdego roku1. Obecnie istnieją tylko dwie klasy leków zatwierdzonych przez Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) do profilaktyki i leczenia grypy u ludzi: inhibitory neuraminidazy (NA) (np. oseltamiwir) i blokery kanału jonowego M2 (np. amantadyna); Jednak pojawienie się lekoopornych wariantów wirusa stanowi coraz większy problem. Szczepienia pozostają zatem najlepszą opcją medyczną chroniącą ludzi przed zakażeniami wirusami IAV. Do tej pory dostępne są trzy rodzaje szczepionek przeciw grypie licencjonowanych przez FDA do stosowania u ludzi: rekombinowane szczepionki białkowe hemaglutyniny wirusowej (HA), inaktywowane szczepionki przeciw grypie (IIV) i żywe atenuowane szczepionki przeciw grypie (LAIV)5,7. Trzy szczepionki mają na celu wywołanie adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej przeciwko wirusowemu białku HA, głównemu celowi przeciwciał neutralizujących przeciwko IAV.
Zweryfikowany model mysi do badania infekcji IAV in vivo
Modele zwierzęce zostały wykorzystane do badania, między innymi, patogenezy IAV8,9,10,11, czynniki wirusowe, które przyczyniają się do choroby12 i/lub transmisji wirusa13,14, oraz do testowania skuteczności nowych szczepionek lub leków przeciwwirusowych9,10,15. Myszy (Mus musculus) są najszerzej wykorzystywanym modelem zwierzęcym do badań nad IAV z kilku powodów: 1) układ odpornościowy jest ewolucyjnie podobny do tego obecnego u ludzi; 2) niskie koszty, w tym zakup, trzymanie i rozmnażanie zwierząt; 3) mały rozmiar do łatwej manipulacji i przechowywania; 4) minimalna zmienność gospodarza w celu uzyskania jednorodnych odpowiedzi i wyników; 5) dużą wiedzę z zakresu biologii myszy, w tym sekwencji genomu; 6) wiele dostępnych odczynników z zakresu biologii molekularnej i/lub immunologii; 7) dostępne myszy z nokautem (KO) do badania wpływu danego białka gospodarza na infekcję wirusową; oraz 8) wiele szczepów myszy, które można wykorzystać do oceny genetycznych podstaw infekcji.
Obecnie dostępnych jest kilka szczepów myszy do badania IAV in vivo. Wiek, status immunologiczny, płeć, tło genetyczne i szczep myszy, a także drogi zakażenia, dawka i szczepy wirusa mają wpływ na wynik zakażenia IAV u myszy. Najczęstszymi szczepami myszy stosowanymi w badaniach nad IAV są myszy C57BL/6, BALB/C, a ostatnio DBA.2, ponieważ są one bardziej podatne na chorobę IAV niż dwa poprzednie szczepy16,17,18,19,20. Co ważne, odpowiedź immunologiczna może być również różna w zależności od szczepu myszy18,19,20. Dlatego bardzo ważne jest, aby odzyskać wszystkie dostępne informacje o myszy i szczepie IAV, aby wybrać najlepszą opcję dla eksperymentu, który ma zostać przeprowadzony
.
Chociaż mysz jest dobrym zwierzęcym modelem infekcji do badań in vivo z IAV, mają one kilka ograniczeń, które muszą być uwzględnione w projekcie eksperymentalnym. Na przykład głównym ograniczeniem wykorzystywania myszy do badań in vivo jest to, że IAV nie przenoszą się między myszami. W związku z tym do badań nad transmisją stosuje się bardziej akceptowane modele zwierzęce (np. fretki lub świnki morskie)16,17,21. Ponadto istnieje kilka różnic między objawami IAV u myszy i ludzi. W przeciwieństwie do ludzi, myszy nie rozwijają gorączki po zakażeniu IAV; Z drugiej strony występują u nich hipotermia16,17. U myszy replikacja IAV jest skoncentrowana w dolnych drogach oddechowych (płucach), a nie w górnych drogach oddechowych. Tak więc zjadliwość IAV u myszy nie zawsze jest skorelowana z tą obserwowaną u ludzi. Podsumowując, ponieważ zalety przeważają nad ograniczonymi wadami, mysz stanowi pierwszy model zwierzęcy używany do oceny patogenezy wirusa grypy, immunogenności i skuteczności ochronnej w badaniach nad szczepionkami i lekami przeciwwirusowymi. Co więcej, nie byłoby etycznie dopuszczalne prowadzenie badań z IAV na dużych modelach zwierzęcych bez uprzednich dowodów na zakażenie IAV na małych zwierzętach. W tym manuskrypcie opisujemy, jak zakażać myszy donosowo (i.n.) wirusem IAV, jak monitorować nasilenie i postęp infekcji wirusowej oraz jak przeprowadzać eksperymenty wymagane do oceny humoralnej odpowiedzi immunologicznej i skuteczności ochrony.