De flesta som är smittade med SARS-CoV-2 kan återhämta sig från sjukdomen hemma-även om de kan uppleva mycket påfrestande sjukdomsprogressioner. Vissa har inga symptom alls. Men cirka tio procent av de drabbade blir så svårt sjuka att de måste behandlas på ett sjukhus.
Antagandet att ett svagt immunförsvar ligger bakom en allvarlig utveckling är kortsiktigt. Speciellt med kritiska framsteg, immunsystemet fungerar under intensivt tryck men lyckas inte kontrollera viruset.
En forskargrupp i Berlin har nu observerat hur SARS-CoV-2 använder en immunförsvarsmekanism för att alltmer kapa kroppens slemhinneceller och föröka sig där. Deras studie har just dykt upp i tidskriften EMBO Molecular Medicine.
"Detta kan ge oss en del av förklaringen till varför immunsystemet har svårt att reglera eller till och med besegra infektionen hos vissa människor, "säger Dr Julian Heuberger, en forskare vid avdelningen för hepatologi och gastroenterologi i Charité - Universitätsmedizin Berlins medicinska avdelning.
Han är den första författaren till studien och medlem i en Emmy Noether Research Group som leds av PD Dr. Michael Sigal vid Charité och Berlin Institute for Medical Systems Biology (BIMSB), del av Max Delbrück Center for Molecular Medicine i Helmholtz Association (MDC).
För studien, forskargruppen samarbetade med forskare från Max Planck Institute for Infection Biology (MPIIB), Freie Universität Berlin, och Hong Kong University.
Faktiskt, människokroppen har en mycket effektiv försvarsmekanism mot inkräktare, baserat på interaktionen mellan olika immunceller. T -celler spelar en viktig roll i detta:När de stöter på virus i organismen, de förstör de drabbade cellerna.
De utsöndrar också signalmolekylen interferon-gamma (IFN-γ). Å ena sidan, IFN-γ bekämpar infektionsmedel. Å andra sidan, den kallar andra immunceller till platsen.
Heuberger och hans kollegor har nu visat hur SARS-CoV-2 kan göra denna skyddsmekanism förmedlad av IFN-γ till sin motsats. För förutom immunceller, kroppens slemhinneceller svarar också på IFN-γ genom att bilda fler ACE2-receptorer.
SARS-CoV-2 behöver dessa ACE2-receptorer som ingångsport till cellerna. Infekterade celler, i tur och ordning, göra mer ACE2. På det här sättet, både IFN-γ-svaret hos epitelceller och själva viruset intensifierar SARS-CoV-2-infektionen.
Patienter som är infekterade med SARS-CoV-2 uppvisar ibland gastrointestinala symptom. För att observera immunkaskaden i tarmcellerna, Heuberger odlade organoider av den mänskliga tjocktarmen. En organoid är ett slags miniorgan i en petriskål, knappt lika stor som ett nålhuvud.
Kolonorganoiderna är baserade på celler som kommer från tarmbiopsier. De växer i tredimensionellt arrangerade enheter och replikerar fysiologin hos slemhinneceller i människans tarmkanal.
Dessa kolonorganoider är ett mycket användbart verktyg. Vi kan använda dem för att utforska det komplexa samspelet mellan olika signalvägar som styr celldifferentiering från stamceller till specialiserade epitelceller. "
Dr Julian Heuberger, Forskare, Avdelningen för hepatologi och gastroenterologi, Charité - Universitätsmedizin Berlin
Forskarna behandlade först de odlade tarmcellerna med IFN-γ för att simulera kroppens immunsvar. Sedan infekterade de organoiderna med SARS-CoV-2. Med hjälp av genuttrycksanalys och ett laserscanningmikroskop - ett speciellt optiskt mikroskop som skannar ett prov punkt för punkt - kunde de mäta ökat ACE2 -uttryck i organoiderna. Dessutom, kvantitativ polymeraskedjereaktion (PCR) upptäckte ökad virusproduktion.
Med andra ord, mer IFN-γ betyder mer ACE2. Mer ACE2 betyder att fler virus kan komma in i cellerna. Ju fler virus som kommer in i cellerna, desto fler virus produceras. Således, immunsvaret och ytcellsresponsen på infektion banar väg för SARS-CoV-2.
"Vi antar att ett starkt immunsvar kan öka slemhinnecellernas känslighet för SARS-CoV-2, "säger studieledaren, Dr Michael Sigal. Han leder Gastrointestinal Barrier, Regeneration and Carcinogenesis Lab på Charité och MDC och är gastroenterolog på Charité.
"Om IFN-γ-koncentrationen är högre från början eller om infektionen utlöser en mycket överdriven produktion av IFN-y, virusen har förmodligen lättare att komma in i cellerna. "Men de förhållanden under vilka detta faktiskt sker måste fortfarande undersökas i kliniska prövningar.
Resultaten av studien bär idén om en behandlingsmetod för allvarliga COVID-19-kurser, Heuberger känner:"En möjlig strategi kan vara att balansera IFN-γ-svaret med läkemedel." Dock, detta skulle först kräva en mycket detaljerad analys av de mekanismer som ligger till grund för IFN-y-svaret.
Alkohol skadar mikrobiom i munnen
Ungt blod återställer vitalitet hos äldre
Mikrobiom kan hjälpa till att identifiera risken före cancer hos kvinnor med HPV
Typ av övre luftvägsbakterier kan påverka astmasvårigheter
Tarmbakterier kopplade till starkare muskler hos äldre
Organchips -teknik förbättrar studier av tarmen för personlig medicin
Vad är ett ERCP?
Om vi misstänker ett potentiellt problem med gallblåsan, gallsystem, bukspottkörteln, eller lever, vi kan beställa en endoskopisk retrograd kolangiopankreatografi (ERCP). Ett ERCP undersöker var mat
Patienter med IBS kan dra nytta av vitamin D -tillskott,
föreslår ny forskning Enligt en ny studie av forskare vid University of Sheffield, att ta vitamin D -tillskott kan hjälpa till att lindra de smärtsamma symptomen på Irritable Bowel Syndrome (IBS).
Är DNA-baserade dieter och personliga medicinska livsmedel framtiden för viktminskning?
De flesta vet att gener ärvs från föräldrar och att DNA från dessa föräldrar kombineras för att skapa en individs unika genetiska smink. Detta avgör aspekter av fenotyp som ögonfärg och höjd, men ocks