SARS-CoV-2 a jiné viry nová studie hodnotila dynamiku replikace nového koronaviru, SARS-CoV-2, v horních dýchacích cestách a časnou imunitní odpověď těla.
Studie uvádí, že SARS-CoV-2 se exponenciálně replikuje bezprostředně po infekci a vede k imunitní odpovědi, která o několik dní zaostává.
Výsledky naznačují, že časná a silná imunitní reakce může inhibovat virovou replikaci.
Preinfekce jiným virem dýchacích cest – například studeným virem – inhibovala replikaci SARS-CoV-2, což naznačuje, že interakce mezi viry mohou ovlivnit jejich přenos.
Koronavirus odpovědný za probíhající pandemii COVID-19, SARS-CoV-2, je náchylný k mutacím nebo změnám ve své genetické sekvenci. Takové mutace vedly ke vzniku nových, přenosnějších variant SARS-CoV-2viz současná delta mutace
SARS-CoV-2 je nejvíce přenosný během prvních 8 dnů jviru vstupujícího do těla. Varianty viru se liší v jejich přenositelnosti, což může být způsobeno rozdíly ve schopnosti těla na ně během tohoto období reagovat.
SARS-CoV-2 a jiné viry mohou zatavit replikaci
Počáteční reakce těla na infekci SARS-CoV-2 zahrnuje aktivaci vrozené imunitní odpovědi, která je rychlá a není specifická pro žádný konkrétní virus.
Abychom pochopili rozdíly v přenosnosti variant SARS-CoV-2, je nezbytné charakterizovat interakci mezi virem a vrozeným imunitním systémem .
Po vstupu do těla se SARS-CoV-2 nejprve replikuje v horních dýchacích cestách. Tato replikace spouští antivirovou reakci zahrnující interferony, rodinu proteinů, které hrají roli ve vrozené imunitní odpovědi. Produkce interferonu zase zapíná expresi interferonem stimulovaných genů (ISG), které inhibují virovou replikaci.
I když robustní reakce na interferon může pomoci boji s infekcí, studie naznačují, že SARS-CoV-2 inhibuje a zpomaluje reakci interferonu.
SARS-CoV-2 a jiné viry vědecká studie slibné výsledky
Studie zjistila, že s nárůstem a poklesem virové zátěže nebo množství SARS-CoV-2 v organoidech vyrobených z tkáně horních dýchacích cest se zvýšila a poté snížila hladina exprese ISG. Výsledky dále naznačují, že načasování a velikost reakce interferonu, kterou tým měřil pomocí úrovní exprese ISG, by mohly ovlivnit progresi infekce SARS-CoV-2.
V rozhovoru vědec vysvětlil, že interakce mezi virem a imunitním systémem mohou také vysvětlit, proč se u některých jedinců vyvine závažné onemocnění, zatímco u jiných se projevují mírné nebo žádné příznaky.
Zpomalí chřipka replikaci SARS-CoV-2
Abychom pochopili souhru mezi replikací SARS-CoV-2 a interferonovou odpovědí, vědci shromáždili nasofaryngeální výtěry od pacientů v různých stádiích COVID-19.
Vědci měřili hladiny SARS-CoV-2 ve vzorcích výtěrů kvantifikací hladin virové RNA, zatímco měřili hladiny proteinu zvaného CXCL10 ke sledování hladin exprese ISG. To bylo možné, protože hladiny CXCL10 v horních dýchacích cestách měly pozitivní korelaci s hladinami exprese ISG.
Zatímco hladiny CXCL10 korelovaly s hladinami viru horních cest dýchacích u lidí se SARS-CoV-2, produkce CXCL10 začala několik dní po nástupu virové replikace.
K podrobnějšímu vymezení časového průběhu změn v SARS-CoV-2 a interferonové odpovědi vědci použili laboratorní kultury zvané organoidy, které zahrnují lidské epiteliální buňky, které lemují dýchací cesty. K vytvoření organoidu použili systém 3D kultury, což je způsob vyšetřování chování souboru buněk, které simulují lidské dýchací cesty v laboratoři.
SARS-CoV-2 zastavení replikace jinými viry studie
Vědci infikovali organoidní buňky SARS-CoV-2 a měřili virovou zátěž a hladiny exprese CXCL10 a ISG.
Data z buněčné kultury ukázaly, že SARS-CoV-2 se exponenciálně replikoval během počátečních 72 hodin. Během této doby se virová nálož zdvojnásobila přibližně za 6 hodin.
Naproti tomu hladiny proteinu CXCL10 a hladiny exprese ISG se postupně zvyšovaly během počátečních 72 hodin, než se rychle zvýšily během následujících 24 hodin.
Tato data naznačují, že hladiny SARS-CoV-2 po vstupu do těla rychle vzrostly a vedly k silné interferonové reakci, která zaostávala o několik dní.
Virová interference
Vědci dále chtěli zjistit, zda je reakce interferonu schopná inhibovat virovou replikaci.
Infikovali organoidní kulturu rhinovirem, který je hlavní příčinou běžného nachlazení, aby se zvýšila hladina exprese ISG. Po 3 dnech infikovali vědci buňky infikované rhinovirem virem SARS-CoV-2.
Předinfekce rhinovirem zcela inhibovala replikaci SARS-CoV-2. Kromě toho organoidní buňky, které vědci infikovali rhinovirem a poté SARS-CoV-2, vykazovaly vyšší hladiny exprese ISG a interferonu než buňky, které infikovaly samotným SARS-CoV-2.
To naznačuje, že reakce interferonu, kterou vyvolala rhinovirová infekce, mohla interferovat s replikací SARS-CoV-2.
Aby to potvrdili, vědci použili lék zvaný BX795 k blokování reakce interferonu.
Předběžná léčba s BX795 snížila schopnost rhinoviru inhibovat replikaci SARS-CoV-2 v organoidních buňkách. Zvýšení exprese ISG bylo tedy skutečně zodpovědné za blokování replikace SARS-CoV-2.
SARS-CoV-2 bude možná poražen chřipkovým virem
Vědci použili termín „virová interference“ k popisu jevu, kterým může nedávná infekce jedním virem, jako je rhinovirus, chránit jednotlivce před následnou infekcí jiným virem, jako je SARS-CoV-2.
V jiných případech však může infekce jedním virem zvýšit náchylnost k jinému viru.
Autoři mají v úmyslu zkoumat téma virové interakce v dalších studiích.
Vědec poznamenal: Chtěli bychom pochopit, jak interakce mezi viry, jako jsou ty, které popisujeme v této studii, obecně ovlivňují citlivost na respirační viry.“
Tyto interakce mohou také formovat, jak se viry nachlazení a chřipky každý rok šíří po celém světě. Pochopení toho, jak jedna infekce ovlivňuje náchylnost k jiné, by mohlo vést k novým terapiím pro respirační viry a novým způsobům ochrany před budoucími pandemiemi, “dodala.
dodává vědec
Včasná reakce interferonu
Vědci také hodnotili účinky blokování reakce interferonu na replikaci SARS-CoV-2 při absenci rhinoviru.
Zjistili, že blokování reakce interferonu pomocí BX795 zlepšilo replikaci SARS-CoV-2. K tomu však došlo pouze tehdy, když k infikování organoidů použili nižší dávky SARS-CoV-2. Jinými slovy, organoidní buňky produkovaly interferonovou reakci, která byla účinná proti nižší virové zátěži.
To naznačuje, že reakce interferonu může zpomalit progresi COVID-19, zejména v raných fázích infekce, kdy jsou hladiny SARS-CoV-2 nižší.
Autoři spekulují, že varianty SARS-CoV-2 se zvýšenou přenositelností mohou nést mutace, které vedou ke zvýšené schopnosti blokovat interferonovou reakci.
Možné klinické důsledky
Autoři dospěli k závěru, že vrozené imunitní odpovědi mohou inhibovat replikaci SARS-CoV-2 během raných stadií infekce. Dále poznamenávají, že „vrozená imunita dýchacích cest je dynamická a vrozená imunitní obrana se rychle mění v reakci na současné a nedávné virové infekce.“
Naše studie ukazuje, že i malá změna v tom, jak rychle se aktivuje přirozená antivirová obrana na začátku infekce, může mít na výsledku obrovský rozdíl. Terapeutika, která pomáhají rychle aktivovat tyto obranné systémy by mohla být dobrým přístupem k ochraně před nemocemi z respiračních virů, zejména u nově se objevujících virů, jako je SARS-CoV-2.
Uzavírá vědec
identifikace dalších faktorů, které ovlivňují, jak rychle se tato obrana aktivuje, může lidem pomoci podniknout kroky k posílení jejich vlastní imunity. Například se zdá, že tyto obranyschopnosti posilují vyšší teploty a vyšší vlhkost,“ poznamenala.
Silné stránky a omezení studie
Silnou stránkou této studie je, že jsme byli schopni pozorovat jak infekci, tak obranu těla u pacientů velmi blízko začátku infekce. Což je obtížné, protože v tomto okamžiku infekce mají pacienti obvykle málo nebo žádné příznaky.
Nicméně použili jsme laboratorní tkáň dýchacích cest ke sledování interakcí mezi běžným nachlazením a COVID-19.
Také jsme se nemohli ptát, zda virus běžného nachlazení blokuje COVID-19 v přirozeném prostředí. Kvůli velmi nízké míře virů nachlazení za poslední rok v souvislosti se společenským distancováním.
Bude to něco, co je důležité hledat v budoucnosti. Relativní načasování infekcí a specifické typy viru běžného nachlazení. Existuje mnoho odrůd by mohly mít vliv na to, jaký vliv bude mít nedávná infekce nachlazení na náchylnost k COVID-19.