Vzhľadom na intenzívne úsilie v boji proti vírusu nová štúdia medzinárodného tímu vedcov uvádza neočakávaný úspech baktérie v modulácii imunitnej reakcie v dýchacích cestách a ochrane buniek pred infekciou týmto vírusom.
Štúdia:Dolosigranulum pigrum moduluje imunitu voči SARS-CoV-2 v respiračných epiteliálnych bunkách. Obrazový kredit:creativeneko / Shutterstock Zistenia tímu boli uverejnené v časopise Patogény .
SARS-CoV-2 vstupuje do hostiteľskej bunky prostredníctvom enzýmu konvertujúceho angiotenzín 2 (ACE2), exprimované na bunkách respiračného epitelu a pľúc. V závažných prípadoch, choroba je spojená s rozsiahlym poškodením pľúc a syndrómom akútnej respiračnej tiesne (ARDS), a multiorgánové poranenie, niekedy vedie k smrti.
Predpokladá sa, že závažnosť ochorenia nie je spôsobená iba vírusovými cytopatickými účinkami vírusu na infikované bunky, ale ešte viac, hyperaktívnou zápalovou reakciou. Zdá sa, že vírus inhibuje uvoľňovanie interferónov typu I a III (IFN), ako aj antivírusové faktory, podpora závažných infekcií.
Navyše, smrť epiteliálnych buniek indukovaná infekciou vedie k uvoľneniu mediátorov zápalu a migrácii zápalových imunitných buniek do poranených tkanív dýchacích ciest. Všetky tieto uvoľňujú ďalšie chemokíny a cytokíny, a vzniká začarovaný kruh narastajúceho zápalu.
V snahe zabrániť týmto deštruktívnym procesom boli použité protizápalové lieky a antivirotiká, ako aj imunomodulačné lieky. Nový dokument predstavuje ďalšiu možnosť, používanie respiračného mikrobiómu na zníženie vplyvu vírusu.
Štúdia pacientov s COVID-19 so spektrom závažnosti ukázala, že iba u pacientov so SARS-CoV-2 bolo nájdených najmenej 60 bakteriálnych operačných taxonomických jednotiek (OTU), väčšinou z kmeňa Bacteroidota a Firmicutes . Navyše, Prevotella bol najčastejším bakteriálnym rodom, ktorý sa našiel iba u ťažkých pacientov s COVID-19, kým Dolosigranum druhy boli nájdené v miernom ochorení COVID-19 v inverznom pomere k Prevotella .
V nadväznosti na to súčasní vedci skôr ukázali priaznivý vplyv tejto baktérie na vrodenú imunitnú odpoveď v respiračnom trakte. Keď sa podáva intranazálne, baktéria D. pigrum 040417 nielenže rýchlejšie vyčistil vírus, ale zabránil poškodeniu pľúc v dôsledku zápalu. Tiež zistili, že priaznivý účinok baktérie je špecifický pre kmeň, ktorý použili.
U myší, nazálne podanie D. pigrum 040417 moduluje vrodenú imunitnú odpoveď a zlepšenú odolnosť voči infekciám pneumokokovým aj respiračným syncyciálnym vírusom (RSV).
V tomto príspevku použili bunky Calu-3, bunková línia ľudských pľúcnych epitelov. Pri inkubácii s D. pigrum 040417, epitelové bunky v kultúre neboli nepriaznivo ovplyvnené. Avšak, bola zvýšená produkcia IFN-β a IL-6, šetriaci CXCL8. Tento účinok nebol pozorovaný u D. pigrum 030918.
Tento experiment je založený na skutočnosti, že dvojvláknová ribonukleová kyselina (dsRNA) je medziproduktom počas replikácie a transkripcie koronavírusu. Toto je detegované bunkovou antivírusovou obranou v respiračnom epiteli, spustenie uvoľňovania cytokínov.
Konkrétne receptory rozpoznávania vzorov (PRR) v hostiteľovi rozpoznávajú dsRNA z vírusu, vedúce k produkcii interferónov typu I a III, primárna antivírusová obrana. To spustí expresiu interferónom stimulovaného génu (ISG), čo zase aktivuje ďalšie antivírusové systémy.
Koronavírusy sa pred týmito obrannými systémami môžu skrývať. V skutočnosti, systémy anti-dsRNA sú aktivované SARS-CoV-2 menej silne ako s vírusom Sindbis, ale viac ako v prípade skoršieho respiračného syndrómu Blízkeho východu s koronavírusom (MERS-CoV). To by mohlo znamenať, že SARS-CoV-2 nie je taký dobrý ako ostatné vírusy podobné SARS pri úniku imunitných dráh závislých od dsRNA.
Ak áno, interferónová dráha by mohla byť použitá na zvýšenie včasnej antivírusovej obrany na obmedzenie replikácie vírusu s týmto vírusom.
Po inkubácii s baktériou D. pigrum , bunky vykazovali zvýšenie hladín IFN-β, IL-6 a CXCL8 na začiatku. Keď sú následne stimulovaní agonistom receptora 3 (TLR3) podobného molu, polyinozínová:poly (I:C) kyselina polycytidylová, čo zodpovedá dsRNA, kontrolné aj ošetrené bunky vykazovali štvor- až päťnásobné zvýšenie hladín IFN-p a IL-6.
Chemokíny CCL5 a CXCL10 na začiatku chýbali, ale boli vyrobené po stimulácii.
Zvýšenie IFN-p a IL-6 bolo významne vyššie pre bunky vopred ošetrené D. pigrum 040417 na začiatku a po stimulácii, v porovnaní s kontrolami. A naopak, nárast CXCL8, Koncentrácie CCL5 a CXCL10 boli nižšie v D. pigrum Bunky ošetrené 040417.
D. pigrum 030918 neindukoval žiadnu zmenu hladín cytokínov v porovnaní s kontrolami.
Vedci tiež zistili, že replikácia SARS-CoV-2 v bunkách Calu-3 bola potom pomalšia D. pigrum 040417 predbežná úprava, sprevádzané zníženými hladinami LDH. LDH je marker poškodenia buniek. Opäť D. pigrum 030918 nepreukázal žiadny priaznivý účinok.
V neošetrených bunkách hladiny IFN-β a IL-6 sa zvýšili po infekcii 48 hodín po infekcii, rovnako ako CXCL8, CCL5 a CXCL10. Avšak, zatiaľ čo prvý z nich zostal na rovnakej úrovni po 72 hodinách, ten posledný stále rástol.
Po inkubácii s D. pigrum 040417, spolu s oneskorením replikácie, profil cytokínov tiež ukázal významnú zmenu. Zatiaľ čo IFN-β a IL-6 stúpli na vyššie úrovne, Úrovne CXCL8 klesli po 48 aj 72 hodinách, zatiaľ čo CCL5 a CXCL10 klesli po 72 hodinách.
Prvýkrát, táto štúdia ukázala, že nazálne podanie D. pigrum 040417 moduluje vrodenú imunitnú odpoveď nosového epitelu na stimuláciu TLR3 poly (I:C) a na infekciu SARS-CoV-2. Je možné, že prítomnosť prospešných komenzálnych baktérií zmení imunologické vlastnosti respiračného epitelu, a tým zvýši ich odolnosť voči niektorým patogénom.
Vylepšená produkcia IFN-ß s D. pigrum 040417 môže byť zodpovedný za nižšiu mieru replikácie SARS-CoV-2, indikáciou zvýšenej účinnosti antagonizmu dsRNA imunitnými cestami hostiteľskej bunky.
Neskoré reakcie interferónu sú spojené s intenzívnym zápalom a poškodením tkaniva. V skutočnosti, niektoré štúdie ukázali, že SARS-CoV-2 indukuje zápal v počiatočnom štádiu infekcie, s vysokým obsahom niekoľkých chemokínov, vrátane CXCL8.
Vysoké hladiny týchto cytokínov sa charakteristicky vyskytujú pri závažnom alebo kritickom COVID-19, čo naznačuje dysregulovanú zápalovú odpoveď na respiračnej aj systémovej úrovni. Zníženie CXCL8, CCL5 a CXCL10 v epitelových bunkách, ak sú vopred ošetrené D. pigrum 040417 môže, možno, naznačujú, že táto baktéria by mohla pomôcť predchádzať takémuto zápalovému poškodeniu.
Štúdia tiež poukazuje na potrebu identifikovať najužitočnejšie bakteriálne kmene, pretože všetky nemajú rovnakú účinnosť. Navyše, je pozoruhodné, že D. pigrum 040417 mal iba čiastočný účinok na replikáciu vírusu. Preto je potrebné určiť, ktoré bakteriálne kmene a rody spolupracujú na ochrane pred infekciou alebo symptomatickým ochorením.
Mohli by antivírusové zlúčeniny pochádzajúce z mikrorias bojovať proti SARS-CoV-2 a iným vírusom?
Poslanci bielkovín z ľudského mikrobiómu osvetľujú ľudské zdravie
Výskumné odkazy Prevalencia SARS-CoV-2,
Hlavné body a kľúčové informácie zo stretnutia Boston Bacterial Meeting (BBM) v roku 2019
Netesné črevo a vesmírny let - mechanizmus odhalený
Crohnova choroba
Nový nástroj na dešifrovanie črevného mikrobiómu
Milióny baktérií žijúcich v čreve zohrávajú veľmi dôležitú úlohu v zdraví a chorobách. Avšak, neustálym problémom je nepochopenie skutočného zloženia zdravého črevného mikrobiómu. Teraz, skupina ved
Ulcerózna kolitída
Ulcerózna kolitída je ochorenie, ktoré postihuje hrubé črevo a konečník. Spôsobuje podráždenie a zápal a nakoniec vedie k vzniku vredov v sliznici hrubého čreva. Ulcerózna kolitída je typ zápalového o
Štúdia naznačuje súvislosť medzi používaním probiotík a „zahmlievaním mozgu“
Štúdia vykonaná na Medical College of Georgia na univerzite v Auguste ukázala, že príjem probiotík môže viesť k významnému nahromadeniu baktérií tenkého čreva, ktoré vedú k zahmlievaniu mozgu.