ecodagЮг России: экология, развитиеSouth of Russia: ecology, development1992-10982413-0958State Institute of Applied Ecology of the Republic of Dagestan10.18470/1992-1098-2023-3-95-102ecodag-2912Research ArticleЭКОЛОГИЯ МИКРООРГАНИЗМОВИзучение течения инфекционного процесса в легких кошек при экспериментальном заражении коронавирусом SARS-CoV-2The study of the course of the infectious process in lungs of cats during experimental infection with SARS-CoV-2https://orcid.org/0000-0002-7403-3089ФилипповаА. Ю.FilippovaA. Yu.

Анастасия Ю. Филиппова

630117, г. Новосибирск, Новосибирская обл., ул. Тимакова, д. 2

Anastasia Yu. Filippova

2 Pirogova St, Novosibirsk, 630090

https://orcid.org/0000-0002-5364-9159ФедотоваМ. С.FedotovaM. S.

Марина С. Федотова

630117, г. Новосибирск, Новосибирская обл., ул. Тимакова, д. 2

Marina S. Fedotova

2 Pirogova St, Novosibirsk, 630090

https://orcid.org/0000-0002-3677-3668КононоваЮ. В.KononovaYu. V.

Юлия В. Кононова

Новосибирск

Yulia V. Kononova

Novosibirsk

https://orcid.org/0000-0002-6619-2135ШестопаловаЛ. В.ShestopalovaL. V.

Лидия В. Шестопалова

Новосибирск

Lidia V. Shestopalova

2 Pirogova St, Novosibirsk, 630090

https://orcid.org/0000-0003-3945-5339ГуляеваМ. А.GulyaevaM. A.

Марина А. Гуляева, кандидат биологических наук, доцент, научный сотрудник

630117, г. Новосибирск, Новосибирская обл., ул. Тимакова, д. 2

Тел. +79529136513

Marina A. Gulyaeva, PhD in Biology, Associate Professor, Research Scientist

2 Pirogova St, Novosibirsk, 630090

mgulyaeva@gmail.comФедеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины; Новосибирский государственный университетРоссияFederal Research Center for Fundamental and Translational Medicine; Novosibirsk State UniversityRussian FederationФедеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медициныРоссияFederal Research Center for Fundamental and Translational MedicineRussian FederationНовосибирский государственный университетРоссияNovosibirsk State UniversityRussian Federation20230211202318395102Copyright © Филиппова А.Ю., Федотова М.С., Кононова Ю.В., Шестопалова Л.В., Гуляева М.А., 20232023Филиппова А.Ю., Федотова М.С., Кононова Ю.В., Шестопалова Л.В., Гуляева М.А.Filippova A.Y., Fedotova M.S., Kononova Y.V., Shestopalova L.V., Gulyaeva M.A.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ecodag.elpub.ru/ugro/article/view/2912

Цель. Изучить и охарактеризовать особенности протекания коронавирусной инфекции на модели домашней кошки, а также на основе полученных данных оценить опасность SARS-CoV-2, выделенного на территории России, для данных животных, с возможностью экстраполировать на диких представителей семейства кошачьих.Материал и методы. Для проведения исследования модельные животные – Felis silvestris catus, были поделены на 3 группы. Наработанный на культуре клеток Vero E6 штамм вируса SARS-Cov-2/human/RUS/Nsk-FRCFTM-1/2020 вводили интраназально в объеме 200 мкл, 105ТСID50/мл, первой и второй группам. Животных первой группы выводили из эксперимента и отбирали фрагменты легких на 6 сутки, второй – на 14 сутки. Третьей группе – контрольной, вводили физиологический раствор в эквивалентном объеме. Гистологические срезы, окрашенные гематоксилином и эозином и по Маллори, исследовали на наличие патоморфологических изменений в тканях легкого методом световой микроскопии.Результаты. Согласно полученным результатам, патоморфологическая картина в легких экспериментальных животных указывает на течение интерстициальной пневмонии как на 6, так и на 14 сутки. Кроме того, было установлено, что к 14 суткам в легких начинает визуализироваться разрастание фиброзной ткани, свидетельствующее о начавшихся в легких регенеративных процессах.Заключение. В результате исследования было показано, что кошки восприимчивы к вирусу SARS-CoV-2, течение инфекции сопровождается клиническими проявленииями, а патоморфологическая картина в легких свидетельствует о развитии интерстициальной пневмонии.

Aim. To study and characterise the features of the course of coronavirus infection in a domestic cat model, as well as to assess the danger of SARSCoV-2 isolated in Russia for these animals based on the data obtained, with the possibility of extrapolating to wild felines.Material and Methods. For the study, model animals – Felis silvestris catus – were divided into 3 groups. The viral strain of SARS-Cov-2/human/RUS/Nsk-FRCFTM-1/2020 was cultivated on Vero E6 cell culture and then administered intranasally in a volume of 200 μl, 105TCID50/ml, to animals from the first and second groups. Model animals from the first group were euthanized and lung fragments were taken on 6–day post infection (d.p.i.), animals from the second group – on 14 d.p.i. The third group – the control group, was injected with saline in an equivalent volume. Histological sections colored with hematoxylin and eosin were investigated for pathomorphological changes in lung tissue using light microscopy.Results. According to the obtained results the pathomorphological picture in the lungs of experimental animals indicates the course of interstitial pneumonia for both 6 and 14 d.p.i. In addition, it has been determined that by 14 d.p.i. the growth of fibrous tissue in the lungs begins to be visualised, indicating the beginning of light regenerative processes.Conclusion. The study showed that cats are susceptible to the SARS-CoV-2 virus, and these model animals are characterized by the emergence of clinical manifestations and morphological patterns in the lungs, which correspond to interstitial pneumonia.

КоронавирусSARS‐CoV‐2COVID‐19домашние животныекошкиCoronavirusSARS‐CoV‐2COVID‐19petscatsИсследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда No 22-24-00199, https://rscf.ru/project/22-24-00199/.This study was supported by the Russian Science Foundation according to research project No 22-24-00199, https://rscf.ru/project/22-24-00199/.ReferencesAndersen K.G., Rambaut A., Lipkin W.I. et al. The proximal origin of SARS-CoV-2 // Nature Medicine. 2015. V. 26. P. 450–452. DOI: https://doi.org/10.1038/s41591-020-0820-9Andersen K.G., Rambaut A., Lipkin W.I. et al. The proximal origin of SARS-CoV-2]. Nature Medicine, 2015, vol. 26, pp. 450–452. DOI: https://doi.org/10.1038/s41591-020-0820-9Drosten C. et al. Identification of a Novel Coronavirus in Patients with Severe Acute Respiratory Syndrome // The New England Journal of Medicine. 2003. N 348. P. 1967–1976. DOI: 10.1056/NEJMoa030747Drosten C. et al. Identification of a Novel Coronavirus in Patients with Severe Acute Respiratory Syndrome. The New England Journal of Medicine, 2003, no. 348, pp. 1967–1976. DOI: 10.1056/NEJMoa030747Fehr A.R., Perlman S. Coronaviruses: An Overview of Their Replication and Pathogenesis // Coronaviruses. Methods in Molecular Biology. 2015. V. 1282. P. 1–23. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2438-7_1Fehr A.R., Perlman S. Coronaviruses: An Overview of Their Replication and Pathogenesis. Coronaviruses. Methods in Molecular Biology, 2015, vol. 1282, pp. 1–23. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2438-7_1Giraldo-Ramirez S., Rendon-Marin S., Jaimes J.A., Martinez-Gutierrez M., Ruiz-Saenz J. SARS-CoV-2 Clinical Outcome in Domestic and Wild Cats: A Systematic Review // Animals. 2021. V. 11. N 7. P. 2056. DOI: 10.3390/ani11072056Giraldo-Ramirez S., Rendon-Marin S., Jaimes J.A., Martinez-Gutierrez M., Ruiz-Saenz J. SARS-CoV-2 Clinical Outcome in Domestic and Wild Cats: A Systematic Review. Animals, 2021, vol. 11, no. 7, pp. 2056. DOI: 10.3390/ani11072056Zhang Q., Zhang H., Gao J., Huang K., Yang Y., Hui X., et al. A serological survey of SARS-CoV-2 in cat in Wuhan // Emerging Microbes & Infections. 2020. V. 9. N 1. P. 2013–2019. DOI: 10.1080/22221751.2020.1817796Zhang Q., Zhang H., Gao J., Huang K., Yang Y., Hui X., et al. A serological survey of SARS-CoV-2 in cat in Wuhan. Emerging Microbes & Infections, 2020, vol. 9, no.1, pp. 2013–2019. DOI: 10.1080/22221751.2020.1817796Newman A., Smith D., Ghai R.R., Wallace R.M., Torchetti M.K., Loiacono C., et al. First reported cases of SARS-CoV-2 infection in companion animals–New York, March–April 2020 // MMWR Morbidity and Mortality Weekly Report. 2020. V. 6. N 23. P. 710–713. DOI: 10.15585/mmwr.mm6923e3Newman A., Smith D., Ghai R.R., Wallace R.M., Torchetti M.K., Loiacono C., et al. First reported cases of SARS-CoV-2 infection in companion animals–New York, March–April 2020. MMWR Morbidity and Mortality Weekly Report, 2020, vol. 6, no. 23, pp. 710–713. DOI: 10.15585/mmwr.mm6923e3Garigliany M., Van Laere A.S., Clercx C., Giet D., Escriou N., Huon C., et al. SARS-CoV-2 natural transmission from human to cat, Belgium, March 2020 // Emerging Infectious Diseases. 2020. V. 26. N 12. P. 3069–3071. DOI: 10.3201/eid2612.202223Garigliany M., Van Laere A.S., Clercx C., Giet D., Escriou N., Huon C., et al. SARS-CoV-2 natural transmission from human to cat, Belgium, March 2020. Emerging Infectious Diseases, 2020, vol. 26, no. 12, pp. 3069–3071. DOI: 10.3201/eid2612.202223Shi J., Wen Z., Zhong G., Yang H., Wang C., Huang B., et al. Susceptibility of ferrets, cats, dogs, and other domesticated animals to SARS-coronavirus-2 // Science. 2020. V. 368 (6494). P. 1016–1020. DOI: 10.1126/science.abb7015Shi J., Wen Z., Zhong G., Yang H., Wang C., Huang B., et al. Susceptibility of ferrets, cats, dogs, and other domesticated animals to SARS-coronavirus-2. Science, 2020, vol. 368 (6494), pp. 1016–1020. DOI: 10.1126/science.abb7015Mallapaty S. Coronavirus can infect cats–dogs, not so much // Nature. 2020. DOI: 10.1038/d41586-020-00984-8Mallapaty S. Coronavirus can infect cats–dogs, not so much. Nature, 2020. DOI: 10.1038/d41586-020-00984-8Leroy E.M., Ar Gouilh M., Brugère-Picoux J. The risk of SARSCoV-2 transmission to pets and other wild and domestic animals strongly mandates a one-health strategy to control the COVID-19 pandemic // One Health. 2020. V. 10. Article ID: 100133. DOI: 10.1016/j.onehlt.2020.100133Leroy E.M., Ar Gouilh M., Brugère-Picoux J. The risk of SARSCoV-2 transmission to pets and other wild and domestic animals strongly mandates a one-health strategy to control the COVID-19 pandemic. One Health, 2020, vol. 10, article id: 100133. DOI: 10.1016/j.onehlt.2020.100133Csiszar A., Jakab F., Valencak T.G., Lanszki Z., Tóth G.E., Kemenesi G., et al. Companion animals likely do not spread COVID-19 but may get infected themselves // GeroScience. 2020. V. 42. P. 1229–1236. DOI: 10.1007/s11357-020-00248-3Csiszar A., Jakab F., Valencak T.G., Lanszki Z., Tóth G.E., Kemenesi G., et al. Companion animals likely do not spread COVID-19 but may get infected themselves. GeroScience, 2020, vol. 42, pp. 1229–1236. DOI: 10.1007/s11357-020-00248-3Куприянов И.И. Циркуляция SARS-COV-2 и проявление COVID-19 у кошки домашней (felis catus) // Животноводство и ветеринарная медицина. 2022. N 2 (45). С. 59–65.Kupriyanov I.I. Circulation of SARS-COV-2 and the manifestation of COVID-19 in a domestic cat (felis catus). Zhivotnovodstvo i veterinarnaya meditsina [Animal husbandry and veterinary medicine]. 2022, pp. 59–65. (In Russian)Ильичёва Т.Н., Нетёсов С.В., Гуреев В.Н. Вирусы гриппа. Методы. М-во науки и высшего образования РФ. Новосибирск: Новосибирский государственный университет. 2019. 258 с.Ilyicheva T.N., Netesov S.V., Gureev V.N. Virusy grippa. Metody [Influenza viruses. Methods]. Novosibirsk: Novosibirsk State University Publ., 2019, 258 p. (In Russian)Rudd J.M., Selvan M.T., Cowan S., et al. Clinical and Histopathologic Features of a Feline SARS-CoV-2 Infection Model Are Analogous to Acute COVID-19 in Humans // bioRxiv. 2021. V. 13(8). DOI: 10.1101/2021.04.14.439863Rudd J.M., Selvan M.T., Cowan S., et al. Clinical and Histopathologic Features of a Feline SARS-CoV-2 Infection Model Are Analogous to Acute COVID-19 in Humans. bioRxiv, 2021, vol. 13(8). DOI: 10.1101/2021.04.14.439863Zarrilli G., et al. The Immunopathological and Histological Landscape of COVID-19-Mediated Lung Injury // International Journal of Molecular Sciences. 2021. V. 22. DOI: 10.3390/ijms22020974Zarrilli G., et al. The Immunopathological and Histological Landscape of COVID-19-Mediated Lung Injury. International Journal of Molecular Sciences, 2021, vol. 22. DOI: 10.3390/ijms22020974Barroso-Arévalo S., Sánchez-Morales L., Barasona J.A., et al. Evaluation of the clinical evolution and transmission of SARSCoV-2 infection in cats by simulating natural routes of infection // Vet Res Commun. 2022. V. 46. P. 837–852. DOI: 10.1007/s11259-022-09908-5Barroso-Arévalo S., Sánchez-Morales L., Barasona J.A., et al. Evaluation of the clinical evolution and transmission of SARSCoV-2 infection in cats by simulating natural routes of infection. Vet Res Commun, 2022, vol. 46, pp. 837–852. DOI: 10.1007/s11259-022-09908-5Patania O.M., Chiba S., Halfmann P.J., et al. Pulmonary lesions induced by SARS-CoV-2 infection in domestic cats // Veterinary Pathology. 2022. V. 59. P. 696–706. DOI: 10.1177/03009858211066840Patania O.M., Chiba S., Halfmann P.J., et al. Pulmonary lesions induced by SARS-CoV-2 infection in domestic cats. Veterinary Pathology, 2022, vol. 59, pp. 696–706. DOI: 10.1177/03009858211066840

The authors declare that there are no conflicts of interest present.