The use of the model mouse ICR – variola virus for evaluation of antiviral drug efficacy

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Mice of the ICR outbred population were infected intranasally (i/n) with the variola virus (VARV, strain Ind-3a). Clinical signs of the disease did not appear even at the maximum possible dose of the virus 5.2 lg PFU/head (plaque-forming units per head). In this case, 50% infective dose (ID50) of VARV estimated by the presence or absence of the virus in the lungs three days after infection (p.i.) was equal to 2.7 ± 0.4 lg PFU/head. Taking into account the 10% application of the virus in the lungs during the intranasal infection of the mice, it was adequate to 1.7 lg PFU/lungs. This indicates a high infectivity of the VARV for mice comparable to its infectivity for humans. After the i/n infection of mice with the VARV at a dose 30 ID50/head the highest concentration of the virus detected in the lungs (4.9 ± 0.0 lg PFU/ml of homogenate) and in nasal cavity tissues (4.8 ± 0.0 lg PFU/ml) were observed. The pathomorphological changes in the respiratory organs of the mice infected with the VARV appeared at 3-5 days p.i., and the VARV reproduction noted in the epithelial cells and macrophages were noticed. When the preparations ST-246 and NIOCH-14 were administered orally at a dose of 60 μg/g of mouse weight up to one day before infection, after 2 hours, 1 and 2 days p.i., the VARV reproduction in the lungs after 3 days p.i. decreased by an order of magnitude. Thus, outbred ICR mice infected with the VARV can be used as a laboratory model of the smallpox when evaluating the therapeutic and prophylactic efficacy of the antismallpox drugs.

About the authors

K. A. Titova

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Author for correspondence.
Email: titova_ka@vector.nsc.ru
ORCID iD: 0000-0001-8764-9408

Kseniya A. Titova, Junior research scientist

Koltsovo, Novosibirsk region, 630559

Russian Federation

Al. A. Sergeev

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-8355-5551
Koltsovo, Novosibirsk region, 630559 Russian Federation

A. S. Kabanov

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-6287-0912
Koltsovo, Novosibirsk region, 630559 Russian Federation

L. E. Bulychev

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-9598-7327
Koltsovo, Novosibirsk region, 630559 Russian Federation

Ar. A. Sergeev

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-3591-1571
Koltsovo, Novosibirsk region, 630559 Russian Federation

D. O. Galakhova

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-7801-4141
Koltsovo, Novosibirsk region, 630559 Russian Federation

L. N. Shishkina

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-8264-0217
Koltsovo, Novosibirsk region, 630559 Russian Federation

A. S. Zamedyanskaya

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-1177-2693
Koltsovo, Novosibirsk region, 630559 Russian Federation

A. E. Nesterov

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-7943-3287
Koltsovo, Novosibirsk region, 630559 Russian Federation

A. G. Glotov

Institute of Experimental Veterinary Science of Siberia and the Far East

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-2006-0196
Krasnoobsk, Novosibirsk region, 630501 Russian Federation

O. S. Taranov

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-6746-8092
Koltsovo, Novosibirsk region, 630559 Russian Federation

V. V. Omigov

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-2028-6099
Koltsovo, Novosibirsk region, 630559 Russian Federation

A. P. Agafonov

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-2577-0434
Koltsovo, Novosibirsk region, 630559 Russian Federation

A. N. Sergeev

State Research Center for Virology and Biotechnology “Vector”

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-5984-8776
Koltsovo, Novosibirsk region, 630559 Russian Federation

References

  1. Jahrling P.B., Hensley L.E., Martinez M.J., LeDuc J.W., Rubins K.H., Relman D.A. et al. Exploring the potential of variola virus infection of cynomolgus macaques as a model for human smallpox. Proc. Natl. Acad. Sci. 2004; 101 (42): 15 197–200.
  2. Huggins J., Goff A., Hensley L., Mucker E., Shamblin J., Wlazlowski C. et al. Nonhuman primates are protected from smallpox virus or monkeypox virus challenges by the antiviral drug ST-246. Antimicrob. Agents Chemother. 2009; 53 (6): 2620–5.
  3. Chapman J.L., Nichols D.K., Martinez M.J., Raymond J.W. Animal models of Orthopoxvirus infection. Vet. Pathol. 2010; 47 (5): 852–70.
  4. Sergeev A.A., Bulychev L.E., P’yankov O.V., Sergeev A.A., Kabanov A.S., Bodnev S.A. et al. Search for an animal model to study the effectiveness of antismallpox drugs. In: Hygienic Aspects in the Field of Sanitary and Epidemiological Welfare of Human [Gigienicheskie aspekty v oblasti obespecheniya sanitarno-epidemiologicheskogo blagopoluchiya cheloveka]. Novosibirsk; 2012: 356–64. (in Russian)
  5. Sergeev A.A., Kabanov A.S., Bulychev L.E., P’yankov O.V., Sergeev Ar.A., Taranov O.S. et al. Exploitation of mouse model for assessment of therapeutic and prophylactic efficacy of drugs against monkeypox. Problemy osobo opasnykh infektsiy. 2013; 2: 60–5. (in Russian)
  6. Sergeev A.A., Kabanov A.S., Bulychev L.E., Sergeev A.A., Taranov O.S., Bodnev S.A. et al. Method for Evaluating the Antipox Activity of Therapeutic and Prophylactic Preparations. Patent RF № 2496149; 2013. (in Russian)
  7. Руководство по содержанию и использованию лабораторных животных. Перевод с английского. Washington, D.C.: National Academy Press; 1996.
  8. Leparc-Goffart I., Poirier B., Garin D., Tissier M.H., Fuchs F., Crance J.M. Standartization of a neutralizing anti-vaccinia antibodies titration method: an essential step for titration of vaccinia immunoglobulins and smallpox vaccines evaluation. J. Clin. Virol. 2005; 32 (1): 47–52.
  9. Кабанов А.С., Сергеев А.А., Шишкина Л.Н., Булычев Л.Е., Скарнович М.О., Сергеев А.А. и др. Сравнительное изучение противовирусной активности химических соединений в отношении ортопоксвирусов в экспериментах in vivo. Вопросы вирусологии. 2013, 4: 39–43.
  10. Jordan R., Bailey T.R., Rippin S.R. Compounds, compositions and methods for treatment and prevention of orthopoxvirus infections and associated diseases. Patent WO 2004/112718 A3. International Patent Classification C07D 209/56; 2005.
  11. Закс Л. Статистическое оценивание. Перевод с немецкого. М.: Статистика; 1976.
  12. Дроздов С.Г., Гарин Н.С., Джиндоян Л.С., Тарасенко В.М. Основы техники безопасности в микробиологических и вирусологических лабораториях. М.: Медицина; 1987.
  13. Martinez M.J., Bray M.P., Huggins J.W. A mouse model of aerosoltransmitted orthopoxviral disease: morphology of experimental aerosol-transmitted orthopoxviral disease in a cowpox virus-BALB/c mouse system. Arch. Pathol. Lab. Med. 2000; 124 (3): 362–77.
  14. Sbrana E., Xiao S.Y., Newman P.C., Tesh R.B. Comparative pathology of North American and central African strains of monkeypox virus in a ground squirrel model of the disease. Amer. J. Trop. Med. Hyg. 2007; 76 (1): 155–64.
  15. Goff A.J., Chapman J., Foster C., Wlazlowski C., Shamblin J., Lin K. et al. A novel respiratory model of infection with monkeypox virus in cynomolgus macaques. J. Virol. 2011; 85 (10): 4898–909.
  16. Булычев Л.Е., Сергеев А.А., Кабанов А.С., Пьянков О.В., Сергеев А.А., Таранов О.С. и др. Изучение эффективности химических синтезированных соединений против ортопоксвирусов. Дальневосточный журнал инфекционной патологии. 2012; 20: 102–5.
  17. Jordan R., Goff A., Frimm A., Corrado M.L., Hensley L.E., Byrd C.M. et al. ST-246 antiviral efficacy in a nonhuman primate monkeypox model: determination of the minimal effective dose and human dose justification. Antimicrob. Agents Chemother. 2009; 53 (5): 1817–22.
  18. Stabenow J., Buller R.M., Schriewer J., West C., Sagartz J.E., Parker S.A. A mouse model of lethal infection for evaluating prophylactics and therapeutics against monkeypox virus. J. Virol. 2010; 84 (8): 3909–20.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2016 Titova K.A., Sergeev A.A., Kabanov A.S., Bulychev L.E., Sergeev A.A., Galakhova D.O., Shishkina L.N., Zamedyanskaya A.S., Nesterov A.E., Glotov A.G., Taranov O.S., Omigov V.V., Agafonov A.P., Sergeev A.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».