Efterhånden som der arbejdes intensivt på at imødegå virussen, en ny undersøgelse foretaget af et internationalt forskerteam rapporterer om en bakteries uventede succes med at modulere immunresponset i luftvejene og beskytte cellerne mod infektion med denne virus.
Undersøgelse:Dolosigranulum pigrum modulerer immunitet mod SARS-CoV-2 i respiratoriske epitelceller. Billedkredit:creativeneko / Shutterstock Teamets resultater er blevet offentliggjort i tidsskriftet Bakterier .
SARS-CoV-2 kommer ind i værtscellen via det angiotensin-konverterende enzym 2 (ACE2), udtrykt på cellerne i respirationsepitelet og lungen. I alvorlige tilfælde, sygdommen er forbundet med omfattende lungeskader og akut respiratorisk nødsyndrom (ARDS), og skade på flere organer, nogle gange fører til døden.
Sygdommens sværhedsgrad menes ikke kun at skyldes virussens virale cytopatiske virkninger på de inficerede celler, men endnu mere, ved en hyperaktiv inflammatorisk reaktion. Viruset synes at hæmme frigivelsen af type I og III interferoner (IFN'er), samt antivirale faktorer, fremme alvorlig infektion.
I øvrigt, infektionsinduceret epitelceldød fører til frigivelse af inflammatoriske mediatorer og migration af inflammatoriske immunceller til de skadede luftvejsvæv. Alle disse frigiver yderligere kemokiner og cytokiner, og en ond cirkel med stigende inflammation dannes.
I forsøget på at modvirke disse destruktive processer, antiinflammatoriske lægemidler og antivirale midler er blevet brugt, samt immunmodulerende lægemidler. Det nye papir præsenterer en anden mulighed, at bruge respiratorisk mikrobiom til at reducere virkningen af virussen.
En undersøgelse af COVID-19-patienter med et spektrum af sværhedsgrad viste, at ikke mindre end 60 bakterielle operationelle taksonomiske enheder (OTU'er) kun blev fundet hos SARS-CoV-2-patienter, for det meste fra phylum Bacteroidota og Firmicutes . I øvrigt, Prevotella var den mest almindelige bakterieslægte, der kun findes hos alvorlige COVID-19-patienter, mens Dolosigranum arter blev fundet i mild COVID-19 i omvendt forhold til Prevotella .
Opfølgning på dette, de nuværende forskere viste tidligere en gunstig indvirkning af denne bakterie på det medfødte immunrespons i luftvejene. Når det gives intranasalt, bakterien D. pigrum 040417 rensede ikke kun virussen hurtigere, men forhindrede lungeskader på grund af betændelse. De fandt også ud af, at bakteriens gunstige virkning var specifik for den stamme, de brugte.
Hos mus, den nasale administration af D. pigrum 040417 modulerede det medfødte immunrespons og forbedrede resistens over for både pneumokok- og respiratoriske syncytialvirus (RSV) infektioner.
I nærværende papir, de brugte Calu-3-celler, en human lungeepitelcellelinje. Når der inkuberes med D. pigrum 040417, epitelcellerne i kulturen blev ikke påvirket negativt. Imidlertid, produktionen af IFN-β og IL-6 blev øget, besparende CXCL8. Denne effekt blev ikke set med D. pigrum 030918.
Dette eksperiment er baseret på det faktum, at dobbeltstrenget ribonukleinsyre (dsRNA) er et mellemprodukt under replikation og transkription af coronavirus. Dette opdages af cellulære antivirale forsvar i respirationsepitelet, udløser frigivelse af cytokin.
Specifikt, mønstergenkendelsesreceptorer (PRR'er) i værten genkender dsRNA fra virussen, fører til produktion af type I og III interferoner, det primære antivirale forsvar. Dette udløser interferon-stimuleret gen (ISG) ekspression, som igen aktiverer andre antivirale systemer.
Coronaviruserne er i stand til at skjule sig for disse forsvarssystemer. Faktisk, anti-dsRNA-systemer aktiveres mindre stærkt af SARS-CoV-2 end med Sindbis-virus, men mere end med det tidligere mellemøstlige respiratoriske syndrom coronavirus (MERS-CoV). Dette kan betyde, at SARS-CoV-2 ikke er så god som andre SARS-lignende vira til at undslippe dsRNA-afhængige immunveje.
Hvis så, interferonvejen kunne bruges til at øge det tidlige antivirale forsvar for at begrænse viral replikation med denne virus.
Efter inkubation med bakterien D. pigrum , cellerne viste en stigning i niveauerne af IFN-β, IL-6 og CXCL8 ved baseline. Når den efterfølgende stimuleres af den Toll-lignende receptor 3 (TLR3) agonist, polyinosin:polycytidylsyre poly (I:C), som svarer til dsRNA, både kontrol- og behandlede celler viste en fire til fem gange stigning i niveauerne af IFN-β og IL-6.
Kemokinerne CCL5 og CXCL10 var fraværende ved baseline, men blev produceret efter stimulering.
Stigningen i IFN-β og IL-6 var signifikant større for de celler, der var forbehandlet med D. pigrum 040417 ved baseline og efter stimulering, sammenlignet med kontroller. Omvendt stigningerne i CXCL8, CCL5- og CXCL10 -koncentrationerne var lavere i D. pigrum 040417-behandlede celler.
D. pigrum 030918 inducerede ikke nogen ændring i cytokinniveauer sammenlignet med kontroller.
Forskerne fandt også, at SARS-CoV-2-replikation i Calu-3-celler var langsommere efter D. pigrum 040417 forbehandling, ledsaget af reducerede LDH -niveauer. LDH er en markør for celleskader. Igen, D. pigrum 030918 viste ingen gavnlig effekt.
I ubehandlede celler, niveauerne af IFN-β og IL-6 steg efter infektion 48 timer efter infektion, ligesom CXCL8, CCL5 og CXCL10. Imidlertid, mens førstnævnte forblev på samme niveau efter 72 timer, sidstnævnte fortsatte med at stige.
Efter inkubation med D. pigrum 040417, sammen med forsinkelsen i replikationen, cytokinprofilen viste også en signifikant ændring. Mens IFN-β og IL-6 steg til højere niveauer, CXCL8 -niveauer faldt ved både 48 og 72 timer, mens CCL5 og CXCL10 gik ned efter 72 timer.
For første gang, denne undersøgelse har vist, at den nasale administration af D. pigrum 040417 modulerer det medfødte immunrespons fra det nasale epitel til TLR3-stimulation ved poly (I:C) og til SARS-CoV-2-infektion. Det kan være, at tilstedeværelsen af gavnlige kommensale bakterier ændrer de immunologiske egenskaber ved respirationsepitelet og dermed øger deres resistens over for nogle patogener.
Den forbedrede IFN-β produktion med D. pigrum 040417 kan være ansvarlig for den lavere replikationsrate for SARS-CoV-2, ved at angive øget effektivitet af dsRNA -antagonisme ved værtscelleimmunveje.
Sene interferonresponser er forbundet med intens inflammation og vævsskade. Faktisk, nogle undersøgelser har vist, at SARS-CoV-2 inducerer betændelse på et tidligt stadie af infektion, med høje niveauer af flere kemokiner, herunder CXCL8.
Høje niveauer af disse cytokiner findes karakteristisk ved alvorlig eller kritisk COVID-19, hvilket indikerer en dysreguleret inflammatorisk reaktion på både respiratorisk og systemisk niveau. Reduktionen i CXCL8, CCL5 og CXCL10 i epitelceller, når de er forbehandlet med D. pigrum 040417 måske, måske, angiver, at denne bakterie kan hjælpe med at forhindre sådanne inflammatoriske skader.
Undersøgelsen peger også på behovet for at identificere de mest gavnlige bakteriestammer, da alle ikke har samme effekt. Ud over, det er bemærkelsesværdigt, at D. pigrum 040417 havde kun en delvis effekt på viral replikation. Dermed, der er behov for at bestemme, hvilke bakteriestammer og slægter der arbejder sammen for at beskytte mod infektion eller symptomatisk sygdom.
Svampe og bakterier i tarmen kan ligeledes påvirke menneskers sundhed og sværhedsgraden af sygdommen
Almindelig genetisk variant forklarer, hvorfor immunterapi ofte mislykkes ved Crohns sygdom
Hvorfor COVID-19-patienter har flere patogene bakterier i næsen
Plantebaseret kost kan helbrede din leddegigt
Mundhygiejne og sværhedsgraden af COVID-19-forbindelsen
Usund tarmmikrobiom reducerer synaptisk beskæring af hjernen,
Ny model for vaginal mikrobiomtransplantation
Bakteriel vaginose er en tilstand, der rammer tusinder af kvinder verden over, og er ikke kun forbundet med vaginale symptomer, men med graviditetsrelaterede komplikationer, herunder for tidlig fødsel
Undersøgelse tyder på en forbindelse mellem probiotisk brug og "hjernetåge"
En undersøgelse foretaget ved Medical College of Georgia ved Augusta University har vist, at probiotisk indtagelse kan resultere i en betydelig ophobning af tyndtarmbakterier, der fører til tåget i hj
Strategisering af pædiatrisk sundhedsberedskab til den anden bølge af COVID-19-pandemien
Selvom COVID-19-pandemien hidtil har haft en relativt lav indvirkning på den pædiatriske befolkning, man frygter, at den anden bølge, som allerede er i gang i mange dele af verden, kan tage sin vej af