Deze microbioomverschillen kunnen helpen verklaren waarom oudere personen en mannen vatbaarder zijn voor het ontwikkelen van coronavirusziekte 19 (COVID-19), vergeleken met jongere individuen en vrouwen, zegt de ploeg.
Rob Knight (Universiteit van Californië, San Diego) en collega's zeggen dat de studie bewijs levert dat het menselijke microbioom de besmettelijkheid van SARS-CoV-2 medieert door een dikke laag rond het gastheerplasmamembraan, de glycocalyx genaamd, te modificeren.
De onderzoekers suggereren dat het begrijpen van verschuivingen in de samenstelling van gastheer-microbiële gemeenschappen zou kunnen helpen om de risicostratificatie van patiënten en mogelijke benaderingen voor preventie en behandeling te verbeteren.
Een pre-print versie van het artikel is beschikbaar op de server bioRxiv* , terwijl het artikel peer review ondergaat.
De glycocalyx bestaat uit een rijk netwerk van glycanen en glycoconjugaten waaraan veel virale pathogenen binden om door de beschermende glycocalyxlaag te gaan en zich te hechten aan eiwitreceptoren op het plasmamembraan van de gastheercel.
In het geval van SARS-CoV-2, een viraal oppervlakte-eiwit genaamd "spike" richt zich op een glycosaminoglycaan (GAG) genaamd heparansulfaat (HS). Het virus vereist hechting aan HS om het angiotensine-converterende enzym 2 (ACE2) van de gastheerceloppervlaktereceptor te binden, die virale membraanadhesie en gastheercelinvoer mogelijk maakt.
“Het verminderen van de interactie tussen het SARS-CoV-2 spike-eiwit en gastheercel-HS is, daarom, een aantrekkelijke benadering om virale koppeling en daaropvolgende infectie te verminderen, schrijven Ridder en team.
Van verschillende bacteriële taxa is bekend dat ze enzymen produceren die bepaalde soorten GAG wijzigen, inclusief HS, en veel onderzoek naar GAG's is gevorderd door gebruik te maken van gezuiverde bacteriële enzymen.
Nutsvoorzieningen, Knight en collega's hebben een computermodel van HS-katabolisme ontwikkeld om het vermogen van menselijke microben om HS af te breken te beoordelen.
Het team ontdekte dat de genomen van gewone, met de mens geassocieerde commensale bacteriën codeerden voor enzymen die HS afbreken.
De aanwezigheid van deze HS-modificerende bacteriën was lager in bronchoalveolaire lavagevloeistof (BALF)-monsters van patiënten met COVID-19 dan in monsters van gezonde controles.
De onderzoekers ontdekten ook dat in twee onafhankelijke datasets van het darmmicrobioom, niveaus van HS-modificerende bacteriën werden verlaagd met toenemende leeftijd en verhoogd bij vrouwen in vergelijking met mannen.
Oudere leeftijd en mannelijk geslacht zijn beide bekende onveranderlijke risicofactoren voor het ontwikkelen van COVID-19 na SARS-CoV-2-infectie, en deze bevinding kan helpen om deze verhoogde gevoeligheid te verklaren, zegt de ploeg.
BALF RNA-seq-gegevens vergeleken tussen onderzoeken. RNA-seq-onderzoeken (x-assen) vergeleken door log-ratio's (y-assen) van voorspelde HS-modificerende soorten ten opzichte van niet-HS-modificerende (A), HSase t.o.v. huishoudset (B), en N-acetylglucosamine-6-O-sulfatase ten opzichte van huishoudset (C). Eindelijk, het team toonde aan dat de HS-modificerende commensalen de binding van het SARS-CoV-2-spike-eiwit aan gastheercellen konden voorkomen.
"We leveren bewijs voor een rol van het menselijke microbioom bij het mediëren van SARS-CoV-2-infectie via modificatie van de gastheerglycocalyx, ’, schrijven Knight en collega’s. “HS-modificerende bacteriën in menselijke microbiële gemeenschappen kunnen de virale adhesie reguleren, en het verlies van deze commensalen kan individuen vatbaar maken voor infectie.”
Hoewel het precieze onderliggende beschermingsmechanisme nog niet bekend is, de Bacteroide-stammen Bacteroides ovatus en Bacteroides thetaiotaomicron , die veel voorkomen in menselijke darmbacteriën, waarvan eerder is aangetoond dat ze HS kataboliseren, zeggen de onderzoekers.
Inderdaad, het team liet zien dat in vitro behandeling van H1299 menselijke longcellen met B. ovatus en B. thetaiotaomicron kataboliseerde celoppervlakte HS en verminderde SARS-CoV-2-eiwitbinding met 20 tot 30 keer, vergeleken met onbehandelde H1299-cellen.
Bacteriënsoorten die coderen voor heparansulfaat (HS) lyase (HSase) zijn uitgeput bij COVID-patiënten in vergelijking met controles. BALF RNA-seq-gegevens van gezonde proefpersonen (controle) en COVID-19-patiënten (COVID) (x-assen) vergeleken door log-ratio's (y-assen) van voorspelde HS-modificerende soorten ten opzichte van niet-HS-modificerende (A), HSase t.o.v. huishoudset (B), en N-acetylglucosamine-6-O-sulfatase ten opzichte van huishoudset (C). Significantie werd geëvalueerd door een t-test en foutbalken vertegenwoordigen de standaardfout van het gemiddelde. Gepresenteerde p-waarden zijn afkomstig van ongepaarde tweezijdige t-test. “Dit rapport levert bewijs voor de rol van glycocalyx-microbiota-interacties als een nieuw competitief mechanisme in de strijd tegen SARS-CoV-2, ’, schrijven de onderzoekers.
Ze zeggen dat er verder werk nodig is om de translationele implicaties van de bevindingen te verduidelijken, aangezien het onduidelijk blijft welke specifieke microbiële enzymen GAG's afbreken om SARS-CoV-2-binding te voorkomen. Het is ook niet duidelijk of deze enzymen kunnen worden gebruikt om de virale verspreiding tijdens een actieve infectie te beperken.
Hoe dan ook, "de hier gepresenteerde analyses beschrijven een sleutelmechanisme waardoor gastheermicrobiomen een rol kunnen spelen bij SARS-CoV-2-infectie, een mogelijke verklaring bieden voor gezondheidsverschillen tussen leeftijdsgroepen bij de ziekte van COVID-19 en het belang benadrukken van het karakteriseren van de potentiële toekomstige moleculaire wapenwedloop tussen mensen en virussen, ', zeggen de onderzoekers.
"Verkenning van de enorme wisselwerking tussen gastheermicroben en virale infectie zou een betere risicostratificatie kunnen opleveren, preventie, en tussenkomst, ’ concluderen ze.
bioRxiv publiceert voorlopige wetenschappelijke rapporten die niet peer-reviewed zijn en, daarom, mag niet als definitief worden beschouwd, begeleiden klinische praktijk/gezondheidsgerelateerd gedrag, of behandeld als gevestigde informatie.
Patiënten die immuuntherapie krijgen, zouden meer vezels moeten consumeren,
minder probiotica Een nieuwe studie heeft aangetoond dat het nemen van probiotica de respons van kankerpatiënten op immunotherapie drastisch kan verminderen. Probiotica zijn vrij verkrijgbaar zonder
Darmimmuuncellen kunnen verantwoordelijk zijn voor veranderingen in het metabolisme, vindt onderzoek
Een nieuwe studie heeft aangetoond dat de immuuncellen in de darm gerelateerd kunnen zijn aan de snelheid van het metabolisme. De resultaten van de nieuwe studie getiteld, Intra-epitheliale T-cellen i
Wetenschappers veranderen bloed van type A in universeel type O,
mogelijk verdubbeling van de bloedtransfusievoorraden Onderzoekers van de University of British Columbia hebben een mogelijke manier gevonden om type A-bloed om te zetten in universeel type O-bloed.
