Эти различия в микробиоме могут помочь объяснить, почему пожилые люди и мужчины более подвержены развитию коронавирусной болезни 19 (COVID-19), по сравнению с более молодыми людьми и женщинами, говорит команда.
Роб Найт (Калифорнийский университет, Сан-Диего) и его коллеги говорят, что исследование предоставляет доказательства того, что микробиом человека опосредует инфекционность SARS-CoV-2, изменяя толстый слой, окружающий плазматическую мембрану хозяина, называемый гликокаликсом.
Исследователи предполагают, что понимание изменений в составе микробных сообществ хозяина может помочь улучшить стратификацию риска у пациентов и потенциальные подходы к профилактике и лечению.
Предпечатная версия статьи доступна на сервере. bioRxiv * , пока статья проходит рецензирование.
Гликокаликс состоит из богатой сети гликанов и гликоконъюгатов, с которыми связываются многие вирусные патогены, чтобы пройти через защитный слой гликокаликса и прикрепиться к белковым рецепторам на плазматической мембране клетки-хозяина.
В случае SARS-CoV-2, вирусный поверхностный белок, называемый «спайк», нацелен на гликозаминогликан (ГАГ), называемый гепарансульфатом (HS). Вирусу требуется прикрепление к HS для связывания рецептора ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2), рецептора клетки-хозяина, который обеспечивает адгезию вирусной мембраны и проникновение в клетки-хозяева.
<цитата>«Уменьшение взаимодействия между белком шипа SARS-CoV-2 и HS клетки-хозяина, следовательно, привлекательный подход к снижению вирусного докинга и последующего заражения, Напиши Рыцарь и команду.
Известно, что несколько бактериальных таксонов продуцируют ферменты, которые модифицируют определенные типы ГАГ, в том числе HS, и многие исследования ГАГ были продвинуты с использованием очищенных бактериальных ферментов.
Теперь, Найт и его коллеги разработали вычислительную модель катаболизма HS для оценки способности человеческих микробов разлагать HS.
Команда обнаружила, что геномы обычных комменсальных бактерий, ассоциированных с человеком, кодируют ферменты, разлагающие HS.
Присутствие этих HS-модифицирующих бактерий было ниже в образцах жидкости бронхоальвеолярного лаважа (ЖБАЛ), взятых у пациентов с COVID-19, чем в образцах, взятых у здоровых людей.
Исследователи также обнаружили, что в двух независимых наборах данных микробиома кишечника, уровни HS-модифицирующих бактерий снижались с возрастом и повышались у женщин по сравнению с мужчинами.
Пожилой возраст и мужской пол являются известными немодифицируемыми факторами риска развития COVID-19 после инфекции SARS-CoV-2. и это открытие может помочь объяснить эту повышенную восприимчивость, говорит команда.
Сравнение данных РНК-секвенирования ЖБАЛ между исследованиями. Исследования последовательности РНК (оси x) по сравнению с логарифмическими отношениями (оси y) предсказанных видов, модифицирующих HS, по сравнению с видами, не модифицирующими HS (A), HSase относительно хозяйственного набора (B), и N-ацетилглюкозамин-6-O-сульфатаза относительно домашнего набора (C). Наконец-то, команда показала, что комменсалы, модифицирующие HS, способны предотвратить связывание белка шипа SARS-CoV-2 с клетками-хозяевами.
<цитата>«Мы предоставляем доказательства роли микробиома человека в опосредовании инфекционности SARS-CoV-2 посредством модификации гликокаликса хозяина, »Пишет Найт и его коллеги. «HS-модифицирующие бактерии в человеческих микробных сообществах могут регулировать вирусную адгезию, и потеря этих комменсалов может предрасполагать людей к инфекции ».
Хотя точный основной защитный механизм еще не известен, штаммы бактероидов Бактероидес оватус а также Bacteroides thetaiotaomicron , которые широко распространены в кишечных бактериях человека, ранее было показано, что они катаболизируют HS, говорят исследователи.
Действительно, команда продолжила показывать, что in vitro обработка клеток легких человека H1299 с помощью Б. ovatus а также Б. thetaiotaomicron катаболизирует HS на поверхности клетки и снижает связывание с белками SARS-CoV-2 в 20-30 раз, по сравнению с необработанными клетками H1299.
Виды бактерий, кодирующие гепарансульфат (HS) лиазу (HSase), истощены у пациентов с COVID по сравнению с контрольной группой. Данные РНК-секвенирования BALF от здоровых субъектов (контроль) и пациентов с COVID-19 (COVID) (оси x) по сравнению с логарифмическими отношениями (оси y) предсказанных видов, модифицирующих HS, по сравнению с не модифицирующими HS (A), HSase относительно хозяйственного набора (B), и N-ацетилглюкозамин-6-O-сульфатаза относительно домашнего набора (C). Достоверность оценивалась с помощью t-критерия, а столбцы ошибок представляют собой стандартную ошибку среднего. Представленные p-значения взяты из непарного двустороннего t-критерия. «Этот отчет предоставляет доказательства роли взаимодействия гликокаликса и микробиоты как нового конкурентного механизма в борьбе с SARS-CoV-2, »Пишут исследователи.
Они говорят, что необходима дальнейшая работа, чтобы прояснить трансляционные последствия результатов, поскольку остается неясным, какие именно микробные ферменты разрушают GAG, чтобы предотвратить связывание SARS-CoV-2. Также неясно, можно ли использовать эти ферменты для ограничения распространения вируса во время активной инфекции.
Тем не менее, «Представленные здесь анализы описывают ключевой механизм, с помощью которого микробиомы хозяина могут играть роль в инфекции SARS-CoV-2, дать возможное объяснение различий в состоянии здоровья среди возрастных групп с заболеванием COVID-19 и подчеркнуть важность характеристики потенциальной будущей гонки вооружений на молекулярном уровне между людьми и вирусами, »Говорят исследователи.
<цитата>«Изучение обширного взаимодействия между микробами-хозяевами и вирусной инфекцией может позволить улучшить стратификацию риска, профилактика, и вмешательство, - заключают они.
bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, не прошедшие рецензирование, и, следовательно, не следует рассматривать как окончательный, руководить клинической практикой / поведением, связанным со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.
Вакцинация против ротавируса не связана с риском сахарного диабета 1 типа
Новое испытание показывает улучшение выживаемости пациентов с распространенным колоректальным мутантным раком BRAF
Распространение супербактерии E. coli из-за плохой гигиены туалета,
Всегда ли гипертония приводит к тяжелой форме COVID-19?
Микробиом спермы выявлен с помощью секвенирования РНК
Страны с более старым населением имеют более высокий уровень инфицирования и смертности от SARS-CoV-2,
Болезнь Паркинсона можно предотвратить с помощью кишечных микробов
Один из распространенных кишечных организмов, который помогает нам лучше переваривать пищу, также может быть мощным инструментом в предотвращении или обращении симптомов болезни Паркинсона (БП). согла
Нанотехнологии и диагностика и лечение COVID-19
Разработка нанобиосенсоров, вакцин и лекарств на основе наночастиц открыла новый путь к более эффективному управлению пандемией коронавирусного заболевания 2019 (COVID-19). В недавно опубликованной ст
Пациенты, получающие иммунотерапию, должны потреблять больше клетчатки,
меньше пробиотиков Новое исследование показало, что прием пробиотиков может резко снизить реакцию больных раком на иммунотерапию. Пробиотики доступны без рецепта и не регулируются Управлением по сани