Walidację modelu przeprowadzono poprzez ocenę zmian histopatologicznych w płucach, miana wirusa SARS-CoV-2 oraz poziomów cytokin prozapalnych i interferonów typu I w grupach kontrolnej i modelowej.
Analiza statystyczna
Dane przedstawiono jako średnia ± błąd standardowy (SE). Do porównań między grupą modelową a kontrolną zastosowano nieparzysty test t Studenta. Test ten wybrano, ponieważ jest on odpowiedni do porównywania średnich zmiennych ciągłych w dwóch niezależnych grupach. W niniejszym badaniu myszy zostały niezależnie i losowo przydzielone do dwóch grup, co spełnia założenie o niezależności próbek. Wartość p- < 0,05 uznano za statystycznie istotną.
Zmiany masy ciała i indeksu płuc u myszy
Jak pokazano na Rysunku 1B, w porównaniu z wartościami bazowymi przed modelowaniem, masa ciała myszy w grupie modelowej uległa znacznemu obniżeniu po zakażeniu, przy statystycznie istotnej różnicy (p < 0,05). Jak pokazano na Rysunku 1C, indeks płuc myszy w grupie modelowej był znacząco wyższy w porównaniu z grupą kontrolną (p < 0,01), co jest zgodne z charakterystycznymi cechami uszkodzenia płuc. W okresie eksperymentalnym nie zaobserwowano śmiertelności, a wszystkie myszy przeżyły do punktu końcowego.
Zmiany histopatologiczne w tkance płucnej i ładunek wirusowy SARS-CoV-2 u myszy
Rysunek 2 przedstawia zmiany histopatologiczne i ładunek wirusowy w tkankach płuc myszy z obu grup. Barwienie HE wykazało, że grupa kontrolna charakteryzowała się nienaruszoną architekturą płuc, podczas gdy w grupie modelowej zaobserwowano znaczne zmiany patologiczne płuc, w tym pogrubienie przegród pęcherzyków płucnych, infiltrację komórek zapalnych oraz zaburzenia struktury pęcherzyków płucnych (Rysunek 2A). Analiza ilościowa dodatkowo potwierdziła, że zarówno wskaźnik uszkodzenia płuc, jak i wskaźnik zapalenia pęcherzyków płucnych były znacznie wyższe w grupie modelowej w porównaniu z grupą kontrolną (p < 0,001), co dowodzi skutecznej indukcji uszkodzenia płuc i odpowiedzi zapalnej (Rysunek 2B,C).
Dodatkowo w tkankach płuc grupy modelowej wykryto znaczny poziom ekspresji RNA SARS-CoV-2. W 3. dniu po zakażeniu średnia ładunek wirusowy w tkance płuc osiągnął wartość 5,5 x 108 kopii/g (Rycina 2D), co wskazuje na skuteczną replikację wirusa i utrzymującą się wysoką obecność w płucach.
Zmiany w poziomach cytokin prozapalnych i IFN-I w tkance płuc myszy
Rysunek 3 przedstawia zmiany w poziomach cytokin zapalnych i IFN-I w tkance płuc myszy. Wyniki wykazały, że w porównaniu z grupą kontrolną, ekspresja mRNA oraz poziomy białek IL-6, IL-1β i TNF-α w tkance płuc grupy modelowej były znacznie zwiększone (p < 0,05) (Rysunek 3A–F), co wskazuje na wyraźną aktywację odpowiedzi zapalnej. Z kolei wyniki testów ELISA wykazały, że poziomy IFN-α i IFN-β w tkance płuc grupy modelowej były znacznie obniżone w porównaniu z grupą kontrolną (p < 0,001) (Rysunek 3G,H), co sugeruje supresję przeciwwirusowej odpowiedzi immunologicznej.

Rysunek 1: Schemat eksperymentalny oraz zmiany masy ciała i indeksu płuc u myszy. (A) Schemat eksperymentalny. (B) Zmiany masy ciała myszy. (C) Zmiany indeksu płuc myszy. Dane przedstawiono jako średnia ± SE dla każdej grupy. Do oceny różnic statystycznych między grupami wykorzystano test t Studenta. *p < 0,05; **p < 0,01; ***p < 0,001. Rysunek 1A został stworzony przy użyciu BioGDP.com25. Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.

Rycina 2: Zmiany histopatologiczne i ładunek wirusowy SARS-CoV-2 w tkance płuc myszy. (A) Barwienie HE tkanki płuc myszy. (B) Ocena uszkodzenia płuc (wynik wg Smitha). (C) Ocena stanu zapalnego pęcherzyków płucnych (wynik wg Szapiela). (D) Ładunek wirusowy SARS-CoV-2 w tkance płuc. Dane przedstawiono jako średnia ± SE dla każdej grupy. Do oceny różnic statystycznych między grupami zastosowano test t Studenta. *p < 0.05; **p < 0.01; ***p < 0.001. Aby zobaczyć powiększoną wersję tej ryciny, kliknij tutaj.

Rysunek 3: Zmiany w poziomach cytokin prozapalnych i IFN-I w tkance płuc myszy. (A–C) Względna ekspresja mRNA cytokin prozapalnych IL-6, IL-1β i TNF-α w tkance płuc myszy. (D–F) Poziomy białek IL-6, IL-1β i TNF-α w tkance płuc myszy. (G–H) Poziomy IFN-α i IFN-β w tkance płuc myszy. Dane przedstawiono jako średnia ± SE dla każdej grupy. Do oceny różnic statystycznych między grupami zastosowano test t Studenta. *p < 0,05; **p < 0,01; ***p < 0,001. Aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku, kliknij tutaj.
| Starter | Sekwencja forward (5’ do 3’) | Sekwencja reverse (5’ do 3’) |
| IL-6 | CTTCTTGGGACTGATGCTGGTGAC | AGGTCTGTTGGGAGTGGTATCCTC |
| IL-1β | TCGCAGCAGCACATCAACAAGAG | AGGTCCACGGGAAAGACACAGG |
| TNF-α | GCCTCTTCTCATTCCTGCTTGTGG | GTGGTTTGTGAGTGTGAGGGTCTG |
| GAPDH | GGCAAATTCAACGGCACAGTCAAG | TCGCTCCTGGAAGATGGTGATGG |
Tabela 1: Sekwencje starterów użyte w niniejszym badaniu. Przedstawiono sekwencje starterów bezpośrednich i odwrotnych (5′ do 3′) dla genów docelowych oraz genów referencyjnych.
Plik uzupełniający 1 Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Plik uzupełniający 2 Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Plik uzupełniający 3 Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.