Ako hostiteľské faktory, ako je pľúcny mikrobióm, pomáhajú pri infekcii SARS ‐ CoV ‐ 2?

Závažný akútny respiračný syndróm koronavírus 2 (SARS-CoV-2) je RNA vírus, ktorý patrí do rodu Coronaviridae a podskupiny betacoronavirus. Je to nový a vysoko infekčný patogén zodpovedný za prebiehajúcu koronavírusovú chorobu 2019 (COVID-19). Keďže bol prvýkrát zistený v decembri 2019, Vírus si na celom svete vyžiadal viac ako 4 milióny obetí.

Aj keď tento vírus prevažne infikuje pľúca, systematicky postihuje aj ostatné orgány. Závažnosť ochorenia sa líši u každého jednotlivca; kde sú niektorí asymptomaticky infikovaní, iné vykazujú mierne až závažné príznaky.

To, ako vážne môže byť jednotlivec vírusom ovplyvnený, súvisí aj s faktormi a sprievodnými chorobami špecifickými pre hostiteľa, napríklad, Vek, imunodeficiencie, hypertenzia, chronické ochorenia pľúc, alebo metabolické poruchy. Navyše, zmeny v mikrobióme u pacientov infikovaných COVID-19 sú tiež spojené so závažnosťou symptómov.

Štúdia:Hostiteľské faktory uľahčujúce infekciu a replikáciu vírusu SARS ‐ CoV ‐ 2 v pľúcach. Obrazový kredit:nnattalli / Shutterstock

V roku bol publikovaný nový článok nemeckých vedcov Bunkové a molekulárne vedy o živote , ktorá sa zameriava na spojenie medzi hostiteľskými faktormi a zhoršením ochorenia COVID-19. Ďalej, študoval sa aj vplyv vírusu na mikrobióm hostiteľa a sekundárnu infekciu.

Komorbidity a COVID ‑ 19

Napriek tomu, že SARS-CoV-2 infikuje ľudí všetkých vekových skupín, staršie vekové skupiny alebo osoby s už existujúcim zdravotným stavom boli náchylnejšie ako mladšie vekové skupiny bez predchádzajúcich zdravotných problémov.

U starších dospelých, nadmerná expresia enzýmu konvertujúceho angiotenzín 2 (ACE2)-hlavného receptora hostiteľskej bunky, ktorý uľahčuje vstup vírusu do buniek-alebo existencia mnohých sprievodných chorôb súvisiacich s vekom z nich robí obzvlášť zraniteľnú skupinu.

Niektoré komorbidity, ktoré sú silne spojené s vážnymi infekciami COVID-19, sú obezita, hypertenzia, cukrovka, pľúca, pečeň, a ochorenie obličiek, pacienti s oslabenou imunitou, pacienti podstupujúci liečbu steroidmi, a fajčiari.

Mechanicky, závažný COVID-19 a hypertenziu môže spájať skutočnosť, že pacienti s hypertenziou sú liečení inhibítormi enzýmu konvertujúceho angiotenzín (ACE) a blokátormi receptorov angiotenzínu (ARB). Tieto ošetrenia by potenciálne mohli zvýšiť hladiny ACE2 v niekoľkých tkanivách, čím, zvýšenie šance na infekciu SARS-CoV-2.

Jedinci so základným kardiovaskulárnym ochorením (CVD) sú často vážne postihnutí ochorením COVID-19. Dôvod môže byť podobný ako v prípade hypertenzie (tj. použitie ACE inhibítorov a ARB). Mnoho antivírusových liekov má vplyv na srdcovú arytmiu alebo iné kardiovaskulárne poruchy.

Ďalej, metabolické poruchy (MD), napr. cukrovka a obezita, sú spojené s prozápalovým a protrombotickým stavom. Tieto stavy môžu vyvolať aterosklerózu, ktorá obmedzuje prietok krvi, čo má za následok orgánovú dysfunkciu v dôsledku nedostatočného prísunu kyslíka. Diabetes zvyšuje proteín furín typu 1 viazaný na membránu, ktorý pomáha vstupu koronavírusov do bunky.

Hostiteľské genetické faktory a COVID 19

Na analýzu účinku genetických variácií s klinickými fenotypmi COVID-19 bolo vykonaných niekoľko genómových asociačných štúdií (GWAS). Vedci zistili, že s infekciou COVID-19 sú spojené dva typy génov:a) gény, ktoré umožňujú vstup SARS-CoV-2 do epitelových buniek hostiteľa; a b) gény, ktoré regulujú vrodené a adaptívne imunitné reakcie.

Ďalej, vedci tiež nadviazali spojenie medzi krvnou skupinou ABO a príznakmi COVID-19. Ich zistenia naznačujú, že jedinci s krvnou skupinou O majú menej často pozitívny test, zatiaľ čo ľudia s krvnou skupinou A sú náchylnejší na infekciu COVID-19 a majú sklon inklinovať k závažným ochoreniam. Expresia určitých bielkovín, ako je L katepsín, TMPRSS2, TMPRSS4, a proteín skupiny B1 s vysokou pohyblivosťou (HMGB1), je spojená so zlepšeným vstupom a replikáciou vírusu.

Hostiteľský mikrobióm a vírusová infekcia

Mikrobióm možno opísať ako zbierku genómov všetkých mikroorganizmov, ako sú baktérie, huby, archaea, a vírusy, v konkrétnom výklenku. Ľudský mikrobióm (holobiont) hrá zásadnú úlohu v zdraví a fungovaní tela.

Vedci predpokladali, že pľúcny mikrobióm sa podieľa na iniciácii a progresii ochorenia. Pľúcny mikrobióm hrá vďaka vysokej diverzite ochrannú úlohu ktorý je zapojený do konkurencie v rámci mikrobiómu a imunitného primingu. K dispozícii je veľmi málo štúdií, ktoré sa zaoberajú pľúcnou mikroflórou. Niektoré z mikróbov prítomných v pľúcach pacientov s COVID-19 sú Proteobacteria, Acinetobacter Cryptococcus, atď.

Vedci, ktorí skúmali spojitosť medzi črevným mikrobiómom a ochorením COVID-19, uviedli, že ACE2, receptor pre špičkový proteín SARS-CoV-2, je vysoko exprimovaný v črevných enterocytoch.

Ďalej, mnohé z tráviacich symptómov COVID-19, vracanie, a hnačka sú priamo spojené s funkciou čriev. Vedci uviedli, že niektoré mikróby, ktoré sa nachádzajú v čreve, ako napr Coprobacillus , Clostridium ramosum , a Clostridium hathewayi pozitívne korelujú s vážnym ochorením COVID-19.

Riziko súbežnej infekcie v priebehu choroby

Vedci uviedli, že v prípade, že v ľudskom mikrobióme dominujú patogény, existuje zvýšené riziko koinfekcie. Dva hlavné faktory, ktoré vedú k mikrobiálnej infekcii, sú dysbióza a imunitná nerovnováha.

Nedávna štúdia uvádza, že v Barcelone Španielsko, 3% pacientov prijatých do nemocnice z dôvodu závažných symptómov COVID-19 sprevádzaných komunitnými bakteriálnymi infekciami. Niektoré z nájdených bakteriálnych patogénov sú Streptococcus pneumoniae, Enterobacterales, Haemophilus infuenzae a S. aureus.

• Stimulácia imunitných buniek k vytvoreniu špeciálnych štruktúr môže zosilniť chemoterapiu rakoviny pankreasu
• Vedci zistili, ako umelo produkovať zdravý hlien