Ettersom intensiv innsats pågår for å bekjempe viruset, en ny studie av et internasjonalt team av forskere rapporterer den uventede suksessen til en bakterie med å modulere immunresponsen i luftveiene og beskytte cellene mot infeksjon med dette viruset.
Studie:Dolosigranulum pigrum modulerer immunitet mot SARS-CoV-2 i respiratoriske epitelceller. Bildekreditt:creativeneko / Shutterstock Lagets funn er publisert i journalen Patogener .
SARS-CoV-2 kommer inn i vertscellen via angiotensinkonverterende enzym 2 (ACE2), uttrykt på cellene i respirasjonsepitelet og lungen. I alvorlige tilfeller, sykdommen er forbundet med omfattende lungeskader og akutt respiratorisk nødsyndrom (ARDS), og skade på flere organer, noen ganger fører til døden.
Det antas at alvorlighetsgraden av sykdommen ikke bare skyldes virusets cytopatiske virkninger av viruset på de infiserte cellene, men enda mer, ved en hyperaktiv inflammatorisk respons. Viruset ser ut til å hemme frigjøring av type I og III interferoner (IFN), så vel som antivirale faktorer, fremme alvorlig infeksjon.
Videre, infeksjonsindusert epitelceldød fører til frigjøring av inflammatoriske mediatorer og migrasjon av inflammatoriske immunceller til det skadede luftvevsvevet. Alle disse frigjør ytterligere kjemokiner og cytokiner, og en ond sirkel med økende betennelse dannes.
I forsøket på å motvirke disse destruktive prosessene, antiinflammatoriske legemidler og antivirale midler har blitt brukt, samt immunmodulerende legemidler. Det nye papiret gir en annen mulighet, det å bruke respirasjonsmikrobiomet for å redusere virkningen av viruset.
En studie av COVID-19 pasienter med et alvorlighetsspekter viste at ikke mindre enn 60 bakterielle operasjonelle taksonomiske enheter (OTUer) bare ble funnet hos SARS-CoV-2 pasienter, mest fra fyl Bacteroidota og Firmicutes . Videre, Prevotella var den vanligste bakterieslekten som bare ble funnet hos alvorlige COVID-19-pasienter, samtidig som Dolosigranum arter ble funnet i mild COVID-19 i omvendt forhold til Prevotella .
Oppfølging av dette, de nåværende forskerne viste tidligere en gunstig innvirkning av denne bakterien på den medfødte immunresponsen i luftveiene. Når det gis intranasalt, bakterien D. pigrum 040417 fjernet ikke bare viruset raskere, men forhindret lungeskader på grunn av betennelse. De fant også ut at den gunstige effekten av bakterien var spesifikk for stammen de brukte.
Hos mus, nasal administrasjon av D. pigrum 040417 modulerte medfødt immunrespons og forbedret motstand mot både pneumokokk- og respiratorisk syncytialvirus (RSV) infeksjoner.
I denne artikkelen, de brukte Calu-3-celler, en menneskelig lungeepitelcellelinje. Når inkubert med D. pigrum 040417, epitelcellene i kulturen ble ikke påvirket negativt. Derimot, produksjonen av IFN-β og IL-6 ble økt, sparer CXCL8. Denne effekten ble ikke sett med D. pigrum 030918.
Dette eksperimentet er basert på det faktum at dobbeltstrenget ribonukleinsyre (dsRNA) er et mellomprodukt under replikasjon og transkripsjon av koronavirus. Dette oppdages av cellulære antivirale forsvar i respirasjonsepitelet, utløser frigjøring av cytokin.
Nærmere bestemt, mønstergjenkjenningsreseptorer (PRR) i verten gjenkjenner dsRNA fra viruset, som fører til produksjon av interferoner av type I og III, det primære antivirale forsvaret. Dette utløser interferonstimulert genuttrykk (ISG), som igjen aktiverer andre antivirale systemer.
Koronaviruset er i stand til å gjemme seg for disse forsvarssystemene. Faktisk, anti-dsRNA-systemer er mindre sterkt aktivert av SARS-CoV-2 enn med Sindbis-viruset, men mer enn med det tidligere respiratoriske syndromet i Midtøsten (MERS-CoV). Dette kan bety at SARS-CoV-2 ikke er like god som andre SARS-lignende virus ved å unnslippe dsRNA-avhengige immunveier.
I så fall, interferonveien kan brukes til å øke det tidlige antivirale forsvaret for å begrense virusreplikasjon med dette viruset.
Etter inkubasjon med bakterien D. pigrum , cellene viste en økning i nivåene av IFN-β, IL-6 og CXCL8 ved baseline. Når den senere blir stimulert av den tolllignende reseptor 3 (TLR3) agonisten, polyinosinic:polycytidylic acid poly (I:C), som tilsvarer dsRNA, både kontroll og behandlede celler viste en fire til fem ganger økning i nivåene av IFN-β og IL-6.
Kjemokinene CCL5 og CXCL10 var fraværende ved baseline, men ble produsert etter stimulering.
Økningen i IFN-β og IL-6 var signifikant større for cellene som var forbehandlet med D. pigrum 040417 ved baseline og etter stimulering, sammenlignet med kontroller. Motsatt, stigningene i CXCL8, Konsentrasjonene av CCL5 og CXCL10 var lavere i D. pigrum 040417-behandlede celler.
D. pigrum 030918 induserte ingen endring i cytokinnivåer sammenlignet med kontroller.
Forskerne fant også at SARS-CoV-2-replikasjon i Calu-3-celler var tregere etterpå D. pigrum 040417 forbehandling, ledsaget av reduserte LDH -nivåer. LDH er en markør for celleskade. En gang til, D. pigrum 030918 viste ingen gunstig effekt.
I ubehandlede celler, nivåene av IFN-β og IL-6 økte etter infeksjon 48 timer etter infeksjon, som gjorde CXCL8, CCL5 og CXCL10. Derimot, mens førstnevnte forble på samme nivå etter 72 timer, sistnevnte fortsatte å øke.
Etter inkubasjon med D. pigrum 040417, sammen med forsinkelsen i replikering, cytokinprofilen viste også en signifikant endring. Mens IFN-β og IL-6 steg til høyere nivåer, CXCL8 -nivåene falt både 48 og 72 timer, mens CCL5 og CXCL10 gikk ned etter 72 timer.
For første gang, denne studien har vist at nasal administrering av D. pigrum 040417 modulerer den medfødte immunresponsen til neseepitelet til TLR3-stimulering av poly (I:C) og SARS-CoV-2-infeksjon. Det kan være at tilstedeværelsen av fordelaktige kommensale bakterier endrer de immunologiske egenskapene til respiratoriske epitel og dermed øker deres motstand mot noen patogener.
Den forbedrede IFN-β-produksjonen med D. pigrum 040417 kan være ansvarlig for den lavere replikasjonshastigheten av SARS-CoV-2, ved å indikere økt effektivitet av dsRNA -antagonisme av vertscelleimmunveiene.
Sene interferonresponser er forbundet med intens betennelse og vevsskade. Faktisk, noen studier har vist at SARS-CoV-2 induserer betennelse på et tidlig infeksjonsstadium, med høye nivåer av flere kjemokiner, inkludert CXCL8.
Høye nivåer av disse cytokinene finnes karakteristisk for alvorlig eller kritisk COVID-19, indikerer en dysregulert inflammatorisk respons på både respiratorisk og systemisk nivå. Reduksjonen i CXCL8, CCL5 og CXCL10 i epitelceller ved forhåndsbehandling med D. pigrum 040417 kan, kanskje, indikerer at denne bakterien kan bidra til å forhindre slike inflammatoriske skader.
Studien peker også på behovet for å identifisere de mest fordelaktige bakteriestammene, siden alle ikke har samme effekt. I tillegg, det er bemerkelsesverdig at D. pigrum 040417 hadde bare en delvis effekt på viral replikasjon. Og dermed, det er behov for å bestemme hvilke bakteriestammer og slekter som fungerer sammen for å beskytte mot infeksjon eller symptomatisk sykdom.
Forskere gjør blod av type A til universell type O,
Forskere henter ut et fullstendig menneskelig genom fra en tusenvis av år gammel "tyggegummi"
Slim i dusjhode kan inneholde farlige lungebakterier
Bruk FLUOstar Omega til å studere nye tarmbakterier som kan påvirke helsen vår
Metformin kan hjelpe tarmlekkasje
Forskning viser at tarmparasittangrep reduserer alvorlighetsgraden av COVID-19
Utett tarm og mikrobiell dysbiose kan bidra til cytokinstorm i alvorlig syke COVID-19-tilfeller
Når verden nærmer seg den dystre milepælen med tre millioner dødsfall fra COVID-19 sykdom, et nytt forskriftspapir for fortrykk lagt ut på bioRxiv * server viser at tilstedeværelsen av tarmbakterier
Xylitol og grapefruktfrø ekstrakt viser løfte om å forhindre SARS-CoV-2 infeksjon,
studie finner Koronaviruset (COVID-19), forårsaket av alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), har skapt ødeleggelse over hele verden. Den har spredt seg siden den første dukke
Probiotika kan bidra til å dempe underernæring de neste to tiårene,
sier Bill Gates Probiotika eller gode bakterier har vist løfte om potensialet til å opprettholde en sunn tarm. Mange studier har gitt bevis på helsemessige fordeler av probiotika. Nå, den populære fil