Hepatic endotheliitis in Golden Syrian hamsters (Mesocricetus auratus) experimentally infected with SARS-CoV-2

Authors

  • Alex Junior Souza de Souza Universidade de São Paulo, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Departamento de Patologia, São Paulo, São Paulo, Brazil https://orcid.org/0000-0001-6201-2777
  • Antônio Francisco de Souza Filho Universidade de São Paulo, Instituto de Ciências Biomédicas, Departamento de Microbiologia, São Paulo, São Paulo, Brazil https://orcid.org/0000-0003-4728-1228
  • Cristina Kraemer Zimpel Universidade de São Paulo, Instituto de Ciências Biomédicas, Departamento de Microbiologia, São Paulo, São Paulo, Brazil; Universidade de São Paulo, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Departamento de Medicina Veterinária Preventiva e Saúde Animal, São Paulo, São Paulo, Brazil
  • Marina Caçador Ayupe Universidade de São Paulo, Instituto de Ciências Biomédicas, Departamento de Imunologia, São Paulo, São Paulo, Brazil https://orcid.org/0000-0002-6070-7871
  • Marcelo Valdemir de Araújo Universidade de São Paulo, Instituto de Ciências Biomédicas, Departamento de Microbiologia, São Paulo, São Paulo, Brazil; Universidade de São Paulo, Instituto de Ciências Biomédicas, Departamento de Imunologia, São Paulo, São Paulo, Brazil; Instituto Butantan, Centro de Desenvolvimento e Inovação, Laboratório de Virologia, São Paulo, São Paulo, Brazil https://orcid.org/0000-0001-9695-3225
  • Rafael Rahal Guaragna Machado Universidade de São Paulo, Instituto de Ciências Biomédicas, Departamento de Microbiologia, São Paulo, São Paulo, Brazil https://orcid.org/0000-0001-6974-5092
  • Erika Salles Universidade de São Paulo, Instituto de Ciências Biomédicas, Departamento de Imunologia, São Paulo, São Paulo, Brazil https://orcid.org/0000-0002-9294-2382
  • Caio Loureiro Salgado Universidade de São Paulo, Instituto de Ciências Biomédicas, Departamento de Imunologia, São Paulo, São Paulo, Brazil https://orcid.org/0000-0002-4423-6723
  • Mariana Silva Tavares Universidade de São Paulo, Instituto de Ciências Biomédicas, Departamento de Microbiologia, São Paulo, São Paulo, Brazil
  • Taiana Tainá Silva-Pereira Universidade de São Paulo, Instituto de Ciências Biomédicas, Departamento de Microbiologia, São Paulo, São Paulo, Brazil https://orcid.org/0000-0001-9313-0151
  • Paula Carolina de Souza Universidade de São Paulo, Instituto de Ciências Biomédicas, Departamento de Imunologia, São Paulo, São Paulo, Brazil
  • Edison Luiz Durigon Universidade de São Paulo, Instituto de Ciências Biomédicas, Departamento de Microbiologia, São Paulo, São Paulo, Brazil https://orcid.org/0000-0003-4898-6553
  • Marcos Bryan Heinemann Universidade de São Paulo, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Departamento de Medicina Veterinária Preventiva e Saúde Animal, São Paulo, São Paulo, Brazil https://orcid.org/0000-0001-6444-9788
  • Paulo Eduardo Brandão Universidade de São Paulo, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Departamento de Medicina Veterinária Preventiva e Saúde Animal, São Paulo, São Paulo, Brazil https://orcid.org/0000-0003-0213-7839
  • Denise Morais da Fonseca Universidade de São Paulo, Instituto de Ciências Biomédicas, Departamento de Imunologia, São Paulo, São Paulo, Brazil https://orcid.org/0000-0001-8310-0186
  • Ana Marcia de Sá Guimarães Universidade de São Paulo, Instituto de Ciências Biomédicas, Departamento de Microbiologia, São Paulo, São Paulo, Brazil https://orcid.org/0000-0002-8261-5863
  • Lilian Rose Marques de Sá Universidade de São Paulo, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Departamento de Patologia, São Paulo, São Paulo, Brazil https://orcid.org/0000-0002-1909-1550

DOI:

https://doi.org/10.1590/

Keywords:

Animal model, COVID-19, Endothelialitis, Hepatitis, Liver

Abstract

Hepatic injuries in COVID-19 are not yet fully understood and indirect pathways (without viral replication in the liver) have been associated with the activation of vascular mechanisms of liver injury in humans infected with SARS-CoV-2. Golden Syrian hamsters are an effective model for experimental reproduction of moderate and self-limiting lung disease during SARS-CoV-2 infection. As observed in humans, this experimental model reproduces lesions of bronchointerstitial pneumonia and pulmonary vascular lesions, including endotheliitis (attachment of lymphoid cells to the luminal surface of endothelium). Extrapulmonary vascular lesions are well documented in COVID-19, but such extrapulmonary vascular lesions have not yet been described in the Golden Syrian hamster model of SARS-CoV-2 infection. The study aimed to evaluate microscopic liver lesions in Golden Syrian hamsters experimentally infected with SARS-CoV-2. In total, 38 conventional Golden Syrian hamsters, divided into infected group (n=24) and mock-infected group (n=14), were euthanized at 2-, 3-, 4-, 5-, 7-, 14-, and 15-days post infection with SARS-CoV-2. Liver fragments were evaluated by histopathology and immunohistochemical detection of SARS-CoV-2 Spike S2 antigens. The frequencies of portal vein endotheliitis, lobular activity, hepatocellular degeneration, and lobular vascular changes were higher among SARS-CoV-2-infected animals. Spike S2 antigen was not detected in liver. The main results indicate that SARS-CoV-2 infection exacerbated vascular and inflammatory lesions in the liver of hamsters with pre-existing hepatitis of unknown origin. A potential application of this animal model in studies of the pathogenesis and evolution of liver lesions associated with SARS-CoV-2 infection still needs further evaluation.

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Published

2024-08-05

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How to Cite

Souza, A. J. S. de, Souza Filho, A. F. de, Zimpel, C. K., Ayupe, M. C., Araújo, M. V. de, Machado, R. R. G., Salles, E., Salgado, C. L., Tavares, M. S., Silva-Pereira, T. T., Souza, P. C. de, Durigon, E. L., Heinemann, M. B., Brandão, P. E., Fonseca, D. M. da, Guimarães, A. M. de S., & Sá, L. R. M. de. (2024). Hepatic endotheliitis in Golden Syrian hamsters (Mesocricetus auratus) experimentally infected with SARS-CoV-2. Revista Do Instituto De Medicina Tropical De São Paulo, 66, e44. https://doi.org/10.1590/