De meeste mensen die besmet zijn met SARS-CoV-2 kunnen thuis herstellen van de ziekte, zelfs als ze zeer stressvolle ziekteprogressies kunnen ervaren. Sommige hebben helemaal geen symptomen. Maar ongeveer tien procent van de getroffenen wordt zo ernstig ziek dat ze in een ziekenhuis moeten worden behandeld.
De veronderstelling dat een zwak immuunsysteem achter een ernstige progressie zit, is kortzichtig. Vooral met kritische progressies, het immuunsysteem werkt onder grote druk, maar slaagt er niet in het virus onder controle te krijgen.
Een Berlijnse onderzoeksgroep heeft nu waargenomen hoe SARS-CoV-2 een afweermechanisme van het immuunsysteem gebruikt om in toenemende mate de slijmvliescellen van het lichaam te kapen en zich daar te vermenigvuldigen. Hun studie is zojuist verschenen in het tijdschrift EMBO Molecular Medicine.
"Dit kan ons een deel van de verklaring geven waarom het immuunsysteem bij sommige mensen moeite heeft met het reguleren of zelfs verslaan van de infectie, " zegt dr. Julian Heuberger, een wetenschapper bij de afdeling Hepatologie en Gastro-enterologie in Charité - Universitätsmedizin Berlin's Medical Department.
Hij is de eerste auteur van de studie en lid van een Emmy Noether Research Group onder leiding van PD Dr. Michael Sigal bij Charité en het Berlin Institute for Medical Systems Biology (BIMSB), onderdeel van het Max Delbrück Centrum voor Moleculaire Geneeskunde in de Helmholtz Association (MDC).
Voor de studie, de onderzoeksgroep werkte samen met onderzoekers van het Max Planck Institute for Infection Biology (MPIIB), Freie Universität Berlijn, en de universiteit van Hongkong.
Werkelijk, het menselijk lichaam heeft een zeer effectief afweermechanisme tegen indringers, gebaseerd op de interactie van verschillende immuuncellen. T-cellen spelen daarbij een belangrijke rol:als ze virussen in het organisme tegenkomen, ze vernietigen de aangetaste cellen.
Ze scheiden ook het signaalmolecuul interferon-gamma (IFN-γ) af. Aan de ene kant, IFN-γ bestrijdt infectieuze agentia. Anderzijds, het roept andere immuuncellen ter plaatse.
Heuberger en zijn collega's hebben nu laten zien hoe SARS-CoV-2 dit door IFN-γ gemedieerde beschermingsmechanisme in zijn tegendeel kan veranderen. Want naast immuuncellen, de slijmvliescellen van het lichaam reageren ook op IFN-γ door meer ACE2-receptoren te vormen.
SARS-CoV-2 heeft deze ACE2-receptoren nodig als toegangspoort tot de cellen. Geïnfecteerde cellen, beurtelings, meer ACE2 maken. Op deze manier, zowel de IFN-γ-respons van epitheelcellen als het virus zelf versterken de SARS-CoV-2-infectie.
Patiënten die besmet zijn met SARS-CoV-2 vertonen soms gastro-intestinale symptomen. Om de immuuncascade in de darmcellen waar te nemen, Heuberger kweekte organoïden van de menselijke dikke darm. Een organoïde is een soort mini-orgeltje in een petrischaaltje, nauwelijks de grootte van een speldenknop.
De colonorganoïden zijn gebaseerd op cellen die afkomstig zijn van darmbiopten. Ze groeien in driedimensionaal gerangschikte eenheden en repliceren de fysiologie van slijmvliescellen in het menselijke darmkanaal.
Deze colon-organoïden zijn een zeer nuttig hulpmiddel. We kunnen ze gebruiken om het complexe samenspel van verschillende signaalroutes te onderzoeken die celdifferentiatie van stamcellen tot gespecialiseerde epitheelcellen regelen."
Dr. Julian Heuberger, Wetenschapper, Afdeling Hepatologie en Gastro-enterologie, Charité - Universitätsmedizin Berlin
De wetenschappers behandelden de gekweekte darmcellen eerst met IFN-γ om de immuunrespons van het lichaam te simuleren. Daarna besmetten ze de organoïden met SARS-CoV-2. Met behulp van genexpressie-analyse en een laserscanningmicroscoop - een speciale optische microscoop die een monster punt voor punt scant - konden ze verhoogde ACE2-expressie in de organoïden meten. In aanvulling, kwantitatieve polymerasekettingreactie (PCR) detecteerde verhoogde virusproductie.
Met andere woorden, meer IFN-γ betekent meer ACE2. Meer ACE2 betekent dat er meer virussen de cellen kunnen binnendringen. Hoe meer virussen de cellen binnenkomen, hoe meer virussen er worden geproduceerd. Dus, de immuunrespons en de reactie van de oppervlaktecel op infectie maken de weg vrij voor SARS-CoV-2.
"We veronderstellen dat een sterke immuunrespons de gevoeligheid van slijmvliescellen voor SARS-CoV-2 kan verhogen, " zegt het hoofd van de studie, Dr. Michael Sigal. Hij leidt de gastro-intestinale barrière, Regeneratie- en Carcinogenese Lab bij Charité en het MDC en is gastro-enteroloog bij Charité.
"Als de IFN-γ-concentratie vanaf het begin hoger is of de infectie een zeer overmatige productie van IFN-y veroorzaakt, de virussen kunnen waarschijnlijk gemakkelijker de cellen binnendringen." onder welke omstandigheden dit daadwerkelijk gebeurt, moet nog worden onderzocht in klinische proeven.
De resultaten van de studie dragen het idee van een behandelingsaanpak voor ernstige COVID-19-cursussen, Heuberger voelt:"Een mogelijke strategie zou kunnen zijn om de IFN-γ-respons in evenwicht te brengen met medicijnen." Echter, dit zou eerst een zeer gedetailleerde analyse vereisen van de mechanismen die ten grondslag liggen aan de IFN-γ-respons.
Wat is de deal met hepatitis C?
Longmicrobioom voorspelt ernst van de ziekte van COVID-19
DeNovix maakt winnaar bekend van Platinum DS11 FX+ Spectrofotometer / Fluorometer
PENTAX Medical haalt $ 125 op,
Penismicrobioom is reservoir voor bacteriële vaginose-geassocieerde bacteriën
Verlies van darmepitheelbarrière die verantwoordelijk is voor COVID-19-gerelateerde MIS-C bij kinderen,
Visslijm kan een potentiële bron van antibiotica zijn, blijkt uit onderzoek
Met de komst van multiresistente bacteriën en het gebrek aan nieuwe antibiotica, onderzoekers zijn op zoek geweest naar nieuwe moleculen die deze ziekteverwekkers kunnen bestrijden. Een team van onder
Diagnose van virale infecties met behulp van technologieën op micro- en nanoschaal
De behoefte aan bevolkingsbrede, snel, gevoelig, en kosteneffectieve diagnostische tests zijn aanzienlijk toegenomen als gevolg van het ernstige acute respiratoire syndroom coronavirus 2 (SARS-CoV-2),
Genetisch risico op auto-immuniteit kan verband houden met verschillen in darmmicrobioom
Kinderen met een verhoogd genetisch risico op diabetes type 1 hebben een ander darmmicrobioom dan kinderen met een laag risico. een nieuwe studie gevonden. Een team van onderzoekers van de Linköping