Обоснование выбора лабораторной модели для доклинической оценки медицинских средств защиты в отношении боливийской геморрагической лихорадки

В обзоре рассмотрены особенности патогенеза экспериментальной боливийской геморрагической лихорадки (БГЛ) - болезни, вызываемой вирусом Мачупо (семейство Arenaviridae). Сделан вывод, что для проведения доклинических исследований медицинских средств защиты (МСЗ) в условиях in vivo на мелких лабораторных животных целесообразно использовать морских свинок при инфицировании штаммом Chicava или адаптированным для данных животных вариантом штамма Carvallo. Использование морских свинок в качестве мелких лабораторных животных при изучении патогенеза заболевания, вызванного вирусом Мачупо, позволяет провести статистически надежное определение количественных показателей экспериментальной инфекции и проводить отбор препаратов для заключительного этапа доклинической оценки. Поскольку аренавирусы блокируют процесс образования интерферона (ИФН) в инфицированном организме, мыши, дефектные по образованию ИФН, являются перспективными животными моделями при изучении патогенеза БГЛ и могут быть использованы для изучения аттенуированных вариантов вируса Мачупо, которые в дальнейшем могут быть рекомендованы для изучения в качестве кандидатов в живые вакцины. Яванские макаки (Macaca fascicularis) являются лабораторным животным, моделирующим патогенетические проявления БГЛ у человека. Животные этого вида могут быть использованы при проведении заключительных этапов доклинической оценки МСЗ.

1. McLay L., Ansary A., Liang Y., Ly H. Targeting virulence mechanisms for the prevention and therapy of arenaviral hemorrhagic fever // Antiviral Res. 2013. V. 97. № 2. P. 81–92. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2012.12.003

2. Radoshitzky S.R., Bao Y., Buchmeier M.J. et al. Past, present and future of arenavirus taxonomy // Arch. Virol. 2015. V. 160. № 7. P. 1851–1874. https://doi.org/10.1007/s00705-015-2418-y

3. Abraham J., Kwong J.A., Albarino C.C. et al. Hostspecies transferring receptor 1 orthologs are cellular receptors for nonpathogenic New World Clade B arenaviruses // PLos Pathog. 2009. V. 5. № 4. P. 1–10. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1000358

4. Milazzo M.L., Campbell G.L., Fulhorst C.F. Novel arenavirus infection in humans, US // Emerg. Infect. Dis. 2011. V. 17. № 8. P. 1417–1420. https://doi.org/10.3201/eid1708.110285

5. Shao J., Liang Y., Ly H. Human hemorrhagic fever causing arenaviruses: molecular mechanisms contributing to virus virulence and disease pathogenesis // Pathogens. 2015. V. 4. P. 283–306.

6. Sayburn A. WHO gives go ahead for experimental treatments to be used in Ebola outbreak // BMJ. 2014. V. 349. P. 1.

7. Charrel R.N., de Lamballerie X. Arenaviruses other than Lassa virus // Antiviral Res. 2003. V. 57. № 1–2. P. 89–100.

8. Johnson K.M. Epidemiology of Machupo virus infection. 3. Significance of virological observations in man and animals // Am. J. Trop. Med. Hyg. 1965. V. 14. № 5. P. 816–818.

9. Mackenzie R.B., Beye H.K., Valverde L., Garron H. Epidemic hemorrhagic fever in Bolivia. I. A preliminary report of the epidemiologic and clinical findings in a new epidemic area in South America // Am. J. Trop. Med. Hyg. 1964. V. 13. P. 620–625.

10. Radoshitzky S.R., Jahrling P.B., Bavari S. Bolivian hemorrhagic fever / Eds Singh S.K., Ruzek D. Viral hemorrhagic fevers. Boca Raton, FL: CRC Press, 2014. P. 339–358.

11. Golden J.W., Hammerbeck C.D., Mucker E.M., Brocato R.L. Animal models for the study of rodent-borne hemorrhagic fever viruses: Arenaviruses and Hantaviruses // Biomed. Res. Int. 2015. V. 2015. P. 793257. https://doi.org/10.1155/2015/793257

12. Johnson K.M., Wiebenga N.H., Mackenzie R.B. et al. Virus isolations from human cases of hemorrhagic fever in Bolivia // Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1965. V. 118. P. 113–118. https://doi.org/10.3181/00379727-118-29772

13. Aguilar P.V., Camargo W., Vargas J. et al. Reemergence of Bolivian hemorrhagic fever, 2007–2008 // Emerg. Infect. Dis. 2009. V. 15. № 9. P. 1526–1528. https://doi.org/10.3201/eid1509.090017

14. Radoshitzky S.R., Kuhn J.H., de Kok-Mercado F. et al. Drug discovery technologies and strategies for Machupo virus and other New World arenaviruses // Expert. Opin. Drug Discov. 2012. V. 7. № 7. P. 613–632. https://doi.org/10.1517/17460441.2012.687719

15. Buchmeier M.J., De la Torre J.C., Peters C.J. // In: Feilds Virology. V. 2. / Eds. Knipe D.M., Howley P.M. Lippencott: Williams and Wilkins, 2013. P. 1283–1303.

16. Centers for Disease Control and Prevention. Bolivian hemorrhagic fever: El Beni Department, Bolivia, 1994 // JAMA. 1995. V. 273. № 3. P. 194–196.

17. Peters C.J., Kuehne R.W., Mercado R.R. et al. Hemorrhagic fever in Cochabamba, Bolivia, 1971 // Am. J. Epidemiol. 1974. V. 99. № 6. P. 425–433.

18. Tesh R.B. Viral hemorrhagic fevers of South America // Biomedica. 2002. V. 22. № 3. P. 287–295.

19. Kastello M.D., Eddy G.A., Kuehne R.W. A rhesus monkey model for the study of Bolivian hemorrhagic fever // J. Infect. Dis. 1976. V. 133. № 1. P. 57–62.

20. Khmelev A.L., Borisevich I.V., Pantiukhov V.B. et al. Use of guinea pigs to evaluate the efficacy of a heterological immunoglobulin against Bolivian hemorrhagic fever // Vopr. Virusol. 2009. V. 54. № 4. P. 42–44.

21. Terrell T.G., Stookey J.L., Eddy G.A., Kastello M.D. Pathology of Bolivian hemorrhagic fever in the rhesus monkey // Am. J. Pathol. 1973. V. 73. № 2. P. 477–494.

22. Wagner F.S., Eddy G.A., Brand O.M. The African green monkey as an alternate primate host for studying Machupo virus infection // Am. J. Trop. Med. Hyg. 1977. V. 26. № 1. P. 159–162. https://doi.org/10.4269/ajtmh.1977.26.159

23. Webb P.A., Justines G., Johnson K.M. Infection of wild and laboratory animals with Machupo and Latino viruses // Bull. World Health Organ. 1975. V. 52. № 4–6. P. 493–499.

24. Eddy G.A., Scott S.K., Wagner F.S., Brand O.M. Pathogenesis of Machupo virus infection in primates // Bull. World Health Organ. 1975. V. 52. № 4–6. P. 517–521.

25. Bell T.M., Shaia C.I., Bunton T.E. et al. Pathology of experimental Machupo virus infection, Chicava strain, in Cynomolgus macaques (Macaca fascicularis) by intramuscular and aerosol exposure // Vet. Pathol. 2015. V. 52. № 1. P. 26–37. https://doi.org/10.1177/0300985814540544

26. Dabisch P.A., Kline J., Lewis C. Characterization of a head-only aerosol exposure system for nonhuman primates // Inhal. Toxicol. 2010. V. 22. № 3. P. 224–233. https://doi.org/10.3109/08958370903191023

27. Hartings J.M., Roy C.J. The automated bioaerosol exposure system: preclinical platform development and a respiratory dosimetry application with nonhuman primates // J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 2004. V. 49. № 1. P. 39–55. https://doi.org/10.1016/j.vascn.2003.07.001

28. Roy C.J. Reed D.S., Hutt J.A. Aerobiology and inhalation exposure to biological select agents and toxins // Vet. Pathol. 2010. V. 47. № 5. P. 779–789. https://doi.org/10.1177/0300985810378650

29. Bradfute S.B., Stuthman K.S., Shurtleff A.C., Bavari S. A STAT-1 knockout mouse model for Machupo virus pathogenesis // Virol. J. 2011. V. 8. P. 300. https://doi.org/10.1186/1743-422X-8-300

30. Bell T.M., Bunton T.E., Shaia C.I. et al. Pathogenesis of Bolivian Hemorrhagic fever in Guinea Pigs // Vet. Pathol. 2016. V. 53. № 1. P. 190–199. https://doi.org/10.1177/0300985815588609

31. Golden J.W., Beitzel B., Ladner J.T. et al. An attenuated Machupo virus with a disrupted L-segment intergenic region protects guinea pigs against lethal Guanarito virus infection // Sci. Rep. 2017. V. 7. P. 4679. https://doi.org/10.1038/s41598-017-04889-x

32. Weissenbacher M.C. Coto C.E., Calello M.A. Crossprotection between Tacaribe complex viruses. Presence of neutralizing antibodies against Junin virus (Argentine hemorrhagic fever) in guinea pigs infected with Tacaribe virus // Intervirology. 1975–1976. V. 6. № 1. P. 42–49. https://doi.org/10.1159/000149452

33. Fan L. Briese T., Lipkin W.I. Z proteins of New World arenaviruses bind RIG-I and interfere with type I interferon induction // J. Virol. 2010. V. 84. № 4. P. 1785– 1791. https://doi.org/10.1128/JVI.01362-09

34. Martínez-Sobrido L., Giannakas P., Cubitt B. et al. Differential inhibition of type I interferon induction by arenavirus nucleoproteins // J. Virol. 2007. V. 81. № 22. P. 12696–12703. https://doi.org/10.1128/jvi.00882-07

35. Koma T., Patterson M., Huang C. et al. Virus Expressing GPC of the Candid#1 Vaccine Strain ofJunin Virus Is Highly Attenuated and Immunogenic // J. Virol. 2015. V. 90. № 3. P. 1290–1297. https://doi.org/10.1128/jvi.02615-15