Disse mikrobiomforskjellene kan bidra til å forklare hvorfor eldre individer og menn er mer utsatt for å utvikle koronavirussykdom 19 (COVID-19), sammenlignet med yngre individer og kvinner, sier teamet.
Rob Knight (University of California, San Diego) og kolleger sier at studien gir bevis på at det menneskelige mikrobiomet formidler smittsomheten til SARS-CoV-2 ved å modifisere et tykt lag som omgir vertsplasmamembranen kalt glykokalyksen.
Forskerne antyder at forståelse av endringer i sammensetningen av vertsmikrobielle lokalsamfunn kan bidra til å forbedre risikostratifisering av pasienter og potensielle tilnærminger til forebygging og behandling.
En forhåndstrykt versjon av artikkelen er tilgjengelig på serveren bioRxiv* , mens artikkelen gjennomgår fagfellevurdering.
Glykokalyksen består av et rikt nettverk av glykaner og glykokonjugater som mange virale patogener binder seg til for å passere gjennom det beskyttende glykokalykslaget og feste seg til proteinreseptorer på vertscellens plasmamembran.
Når det gjelder SARS-CoV-2, et viralt overflateprotein kalt "pigg" er rettet mot et glykosaminoglykan (GAG) kalt heparansulfat (HS). Viruset krever tilknytning til HS for å binde vertscelleoverflatereseptoren angiotensin-konverterende enzym 2 (ACE2), som muliggjør viral membranadhesjon og vertscelleinngang.
"Å redusere samspillet mellom SARS-CoV-2 piggprotein og vertscelle HS er, derfor, en attraktiv tilnærming for å redusere viral dokking og påfølgende infeksjon, ”Skriver Knight og team.
Flere bakterietaxa er kjent for å produsere enzymer som modifiserer visse typer GAG, inkludert HS, og mye forskning på GAG har blitt avansert ved bruk av rensede bakterielle enzymer.
Nå, Knight og kolleger har utviklet en beregningsmodell for HS -katabolisme for å vurdere evnen til menneskelige mikrober til å bryte ned HS.
Teamet fant at genomene til vanlige menneskelig assosierte kommensale bakterier kodet for enzymer som nedbryter HS.
Tilstedeværelsen av disse HS-modifiserende bakteriene var lavere i bronchoalveolar lavage fluid (BALF) prøver tatt fra pasienter med COVID-19 enn blant prøver tatt fra friske kontrollpersoner.
Forskerne fant også at i to uavhengige tarmmikrobiomdatasett, nivåene av HS-modifiserende bakterier ble redusert med økende alder og forbedret hos kvinner sammenlignet med menn.
Eldre alder og mannlig kjønn er begge kjente umodifiserbare risikofaktorer for å utvikle COVID-19 etter SARS-CoV-2-infeksjon, og dette funnet kan bidra til å forklare denne økte mottakeligheten, sier teamet.
BALF RNA-seq data sammenlignet mellom studiene. RNA-seq-studier (x-akser) sammenlignet med log-forhold (y-akser) av forutsagte HS-modifiserende arter i forhold til ikke-HS-modifiserende (A), HSase i forhold til rengjøringssett (B), og N-acetylglukosamin-6-O-sulfatase i forhold til husholdningssett (C). Endelig, teamet viste at HS-modifiserende kommensaler var i stand til å forhindre binding av SARS-CoV-2 piggprotein til vertsceller.
"Vi gir bevis for en rolle for det humane mikrobiomet i å formidle SARS-CoV-2-smittsomhet via modifikasjon av vertsglykokalyksen, ”Skriver Knight og kolleger. "HS-modifiserende bakterier i menneskelige mikrobielle samfunn kan regulere viral vedheft, og tap av disse kommensalene kan disponere individer for infeksjon. "
Selv om den presise underliggende beskyttelsesmekanismen ennå ikke er kjent, Bacteroide -stammene Bacteroides ovatus og Bacteroides thetaiotaomicron , som er svært utbredt i tarmbakterier hos mennesker, tidligere har vist seg å katalysere HS, sier forskerne.
Faktisk, teamet viste videre det in vitro behandling av H1299 humane lungeceller med B. ovatus og B. thetaiotaomicron katabolisert celleoverflate HS og redusert SARS-CoV-2 proteinbinding med 20 til 30 ganger, sammenlignet med ubehandlede H1299 -celler.
Bakterier som koder for heparansulfat (HS) lyase (HSase) er utarmet hos COVID -pasienter sammenlignet med kontroller. BALF RNA-seq data fra friske personer (kontroll) og COVID-19 pasienter (COVID) (x-akser) sammenlignet med log-forhold (y-akser) for forutsagte HS-modifiserende arter i forhold til ikke-HS-modifiserende (A), HSase i forhold til rengjøringssett (B), og N-acetylglukosamin-6-O-sulfatase i forhold til husholdningssett (C). Betydningen ble evaluert av en t-test og feilfelt representerer gjennomsnittsfeilen i gjennomsnittet. Presenterte p-verdier er fra uparret to-tailed t-test. "Denne rapporten gir bevis for rollen som glykokaloks-mikrobiota-interaksjoner som en ny konkurransemekanisme i kampen mot SARS-CoV-2, ”Skriver forskerne.
De sier at ytterligere arbeid er nødvendig for å avklare de translasjonelle implikasjonene av funnene, siden det fortsatt er uklart hvilke mikrobielle enzymer som nedbryter GAG for å forhindre SARS-CoV-2-binding. Det er heller ikke klart om disse enzymene kan brukes til å begrense virusspredning under en aktiv infeksjon.
Likevel, "Analysene som presenteres her beskriver en sentral mekanisme som vertsmikrobiomer kan spille en rolle i SARS-CoV-2-infeksjon, gi en potensiell forklaring på helseforskjeller blant aldersgrupper i COVID-19 sykdom og fremheve viktigheten av å karakterisere det potensielle fremtidige molekylære våpenkappløpet mellom mennesker og virus, Sier forskerne.
"Undersøkelse av det store samspillet mellom vertsmikrober og virusinfeksjoner kan gi bedre risiko for lagdeling, forebygging, og intervensjon, "Konkluderer de.
bioRxiv publiserer foreløpige vitenskapelige rapporter som ikke er fagfellevurdert og, derfor, skal ikke betraktes som avgjørende, veilede klinisk praksis/helserelatert atferd, eller behandles som etablert informasjon.
Er det mer sannsynlig at kvinner utvikler lang COVID?
Vestlig kosthold kan øke risikoen for "dødelig sepsis",
Edderkoppespeptid kan hjelpe til med å stoppe smerter ved irritabel tarm
Tarmmikrobiom og IBD - sammenhengen kanskje i dietten sier studie
Mor-til-baby SARS-CoV-2-overføring under graviditet mulig, men sjelden,
Fekal transplantasjon fra visse givere bedre enn andre
Organiske epler har probiotiske egenskaper
Et eple om dagen ... sier det gamle ordtaket. Det ser ut til at alle er enige, å dømme etter posisjon nummer 1 som epler holder blant frukt over hele verden, med 83 millioner epler som produseres hver
Dysbiose i tarmmikrobiota kan forårsake alvorlig sekundær infeksjon hos COVID-19-pasienter
En interessant studie ledet av forskere i USA har nylig avslørt at det mikrobielle samfunnet i tarmen er direkte påvirket av alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) og at virus
Rotavirus -vaksinasjon er ikke knyttet til risiko for type 1 diabetes mellitus
Rotavirusinfeksjon antas å være en risikofaktor for type 1 diabetes mellitus (T1DM). Rollen som levende, svekket rotavirus -vaksinasjon spiller i risikoen for denne tilstanden hos barn er, derfor, et