BioRxiv ön baskı sunucusunda yayınlanan yeni bir çalışmada, araştırmacılar mpox virüsünün 1, 2a ve 2b klonları arasındaki genetik farklılıkların hastalığın bulaşması ve virülansındaki (öldürücülüğündeki) değişikliklere katkıda bulunup bulunmadığını test etmek için CAST/EiJ fare modelini kullandılar.
Mpox, çiçek hastalığına neden olan Variola virüsüne benzer şekilde Orthopoxvirus cinsine ve Poxviridae ailesine ait mpox virüsünün neden olduğu zoonotik bir hastalıktır. 2022 yılının başlarına kadar, mpox Afrika’ya endemikti ve kemirgenlerden insan olmayan primatlara ve insanlara yayıldığı düşünülmektedir.
Genom dizisine dayalı çalışmalar, genetik farklılıklara dayalı üç ana klad tanımlamıştır. Kongo Havzası klade olarak da adlandırılan klad 1, %10’a yakın ölüme neden olurken, %95 nükleotid dizisi benzerliği ile Batı Afrika klade olarak da adlandırılan klad 2a, %1’den daha az ölüme neden olmuştur. Hem klad 1 hem de 2a zoonotik olarak aktarılırken, 2022 yaygın salgına neden olan klad 2b, insanlar arasında yaygın aktarım ve düşük ölüm oranı sergilemekte, genetik olarak klad 2a’ya benzemektedir. Ancak, bu genetik farklılıkların virülans ve bulaşabilirlikte değişikliklere yol açıp açmadığı bilinmemektedir.
Bu çalışmada araştırmacılar, mpox virüsüne karşı savunmasızlık için 38 inbred fare suşunu tarayarak mpox’un virülans ve bulaşmasındaki farklılıkları incelemek için kullanılabilecek uygun bir küçük hayvan modeli tanımladılar. Uygun hayvan modeli sisteminin belirlenmesi, hayvanın melez olması, mpox’a duyarlı olması ve esaret altında yetiştirilebilmesi gerektiğinden bir zorluk teşkil etmiştir.
CAST/EiJ fare modelinin mpox virüsüne duyarlı olduğu bulunmuştur. Tüm enfeksiyon deneyleri biyogüvenlik seviyesi-3 tesislerinde gerçekleştirilmiştir. Viral replikasyon, Afrika yeşil maymunu böbrek epitel hücrelerinin (BS-C-1) mpox virüsü ile enfekte edilmesi ve viral verimi belirlemek için bir plak tahlili kullanılması yoluyla analiz edilmiştir.
CAST/EiJ farelerine intranazal ve intraperitoneal olarak klad 1, 2a ve 2b’ye ait mpox virüsleri inoküle edilmiştir. İnokulumun viral titreleri plak deneyleri yoluyla belirlenmiştir. Enfeksiyon sonrası farelere ötenazi uygulanmış ve enfekte organlar için viral titreler belirlenmiştir. Ayrıca, organlardan alınan viral deoksiribonükleik asit (DNA) damlacık dijital polimeraz zincir reaksiyonu (ddPCR) kullanılarak ölçülmüştür.
Sonuçlar, CAST/EiJ farelerinde, klad 1’den gelen mpox virüsünün virülansının (öldürücülüğünün) klad 2a mpox virüsünden 1000 kat daha fazla olduğunu bildirmiştir. Klad 1 mpox virüsünün 103 plak oluşturan ünitesi (PFU) ile yapılan enfeksiyonlar, tüm farelerde %20 kilo kaybı ve bir ölümle sonuçlanmıştır. Dozaj 104 ve 105 PFU’ya çıkarıldığında, tüm fareler %30’dan fazla kilo kaybı göstermiş veya ölmüştür. Clade 2a mpox virüsü ile enfeksiyonlarda, karşılaştırılabilir kilo kaybı elde etmek için biraz daha yüksek dozlar gerekmiştir ve tüm fareler 105 PFU’da ölmüştür. Ayrıca, nazal konkalar, beyin, akciğerler ve karındaki organlar, clade 1 virüsü ile enfeksiyonlardan sonra, clade 2a virüsü ile enfeksiyonlara kıyasla daha yüksek viral konsantrasyonlar göstermiştir.
Farelere intraperitoneal olarak klad 1 mpox virüsü inoküle edildiğinde, farelerin çoğu 1 ve 10 PFU dozlarıyla enfekte edildiğinde ve tüm fareler 100 ve 100 PFU dozlarıyla enfekte edildiğinde ölmüştür. Bununla birlikte, clade 2a mpox virüsünün 100 PFU’luk dozları hiçbir ölüme neden olmamış ve 1000 PFU’luk dozlar %50 ölümle sonuçlanmıştır. İntraperitoneal enfeksiyonlardan sonra tüm organlardaki viral titreler clade 1 mpox virüsü için clade 2a’ya göre önemli ölçüde daha yüksekti.
BS-C-1 hücrelerinde klad 2a ve klad 2b mpox virüslerinin viral replikasyonu önemli ölçüde farklılık göstermemiştir. CAST/EiJ fareleri 104 ve 105 PFU dozlarında klad 2a virüsü ile intranazal olarak enfekte edildiğinde ciddi hastalık, kilo kaybı ve ölüm gözlenmiştir. Buna karşılık, benzer dozlarda klon 2b virüsleri kilo kaybına veya ölüme neden olmamıştır. İntraperitoneal inokülasyon durumunda, 103 ve 104 PFU clade 2a virüsü %100 ölüme neden olurken, clade 2b virüsü 105 PFU dozunda bile kilo kaybına veya ölüme neden olmamıştır.
Clade 2a mpox virüsü ile intranazal olarak enfekte edilen farelerin burun konkaları, akciğerleri ve karaciğerlerindeki viral titreler sırasıyla 105 PFU, 106 PFU ve 104 PFU’dan yüksekti. Clade 2b virüsü ile enfeksiyonlar, akciğerlerde saptanabilir viral titreleri olan sadece bir fare ile sonuçlanmıştır ve nazal konkalarda viral titreler, clade 2a viral enfeksiyonları durumundakilerden üç log birim daha düşüktür. Karaciğer ve dalaklarda viral titre görülmemiştir. İntraperitoneal inokülasyonlar, clade 2a mpox virüsü enfeksiyonları için clade 2 b viral enfeksiyonlarından 100 kat daha yüksek viral titrelerle sonuçlanmıştır. Sonuçlar ddPCR dizileme analizi ile de desteklenmiş ve daha düşük virülans (öldürücülük) daha düşük viral replikasyona karşılık gelmiştir.
Genel olarak sonuçlar, klad 1’e ait mpox virüsünün en virülan (öldürücü) olduğunu ve bunu klad 2a virüsünün izlediğini göstermiştir. Afrika‘nın endemik bölgeleri dışında yaklaşık 100 yerde 2022 salgınına neden olan klad 2b mpox virüsü, yakın akraba olan klad 2a’dan 100 kat daha az virülandı.
