Устойчивите вирусни инфекции в гостоприемниците причиняват пост-остри усложнения на COVID-19, показват изследвания

Преглед

Изследователски екип, състоящ се от доцент Томонари Суми от Изследователския институт за интердисциплинарни науки към университета Окаяма и доцент Куджи Харада от Центъра за ИТ базирано образование (CITE) към Технологичния университет на Тойохаши, разработи математически модел на имунната реакция в заразените гостоприемници, която отчита системна инфекция на нов коронавирус (SARS-CoV-2), и демонстрирана чрез провеждане на експериментални компютърни симулации, че персистиращите вирусни инфекции в гостоприемниците потенциално причиняват продължителни COVID или пост-остри последствия от COVID-19.

Изследователският екип също така разкри, че системният характер на инфекцията е фактор, който позволява персистираща инфекция в рамките на заразените гостоприемници.

Подробности

Този нов коронавирус продължава да мутира в нови щамове по време на повтарящи се вълни от инфекция, намалявайки перспективите за потушаване на тази пандемия. В резултат на това броят на пациентите, страдащи от това, което беше наречено „дълъг COVID“, значително се увеличи и сега се счита за основен социален проблем.

Въпреки това, механизмът, който стои в основата на този дълъг COVID, все още не е изяснен, като са предложени няколко различни възможности. Едно от тях е “упорита инфекция в заразените гостоприемници”, при което вирусът остава в тялото за продължителен период след заразяването. Изследователският екип се опита да изясни дали такива упорити инфекции в рамките на заразените гостоприемници действително възникват и ако е така, да идентифицира причинните фактори.

За да разгледа тези въпроси, изследователският екип разработи математически модел, който описва процеса на персистиращи нови коронавирусни инфекции в заразените гостоприемници като нелинейно едновременно обикновено диференциално уравнение, и проведе симулирани експерименти с вирусна инфекция на компютър, използвайки модели, чиито параметри имаха са коригирани въз основа на клинични данни от пациенти, диагностицирани с новия коронавирус.

Резултатите изясниха, че вирусът не се елиминира напълно от тялото и причинява персистираща инфекция, дори в базовия модел, който произвежда среден вирусен товар (вижте Фиг. 1: Средни симптоми). Тази постоянна инфекция се дължи – в случая на този нов коронавирус, който е системен – на трайното присъствие на достатъчно клетки гостоприемници, така че местата на инфекция могат лесно да бъдат открити. Математически, пълно излекуване – при което вирусният товар е намален до нула – се представя от нестабилна равновесна точка, което означава, че пълно излекуване е трудно постижимо.

След това изследователският екип изследва влиянието на свързаните с възрастта нива на имунитет върху тежестта на заболяването. Те показаха, че факторите, за които е известно, че са често срещани рискове, свързани със стареенето – а именно (1) Намалена активност от антиген-представящи клетки и (2) Инхибиране на интерферонното сигнализиране от интерферонови автоантитела тип I – значително повишават производството на вируси в тялото, което води до тежки инфекции.

Обратно, те показаха, че достатъчно силна активност от антиген-представящи клетки и/или производство на антитела от плазмени клетки би довело до пълно излекуване чрез ефективно освобождаване на заразения гостоприемник от вируса. Следователно може да се предположи, че повишеният имунитет е от решаващо значение за избягване на персистираща инфекция.

Освен това беше съобщено, че броят на дендритните клетки (Бележка 2) остава значително намален дори около седем месеца след началото, независимо от тежестта, изпитана от пациенти с нов коронавирус, но причината беше неясна.

Този дефицит на дендритни клетки също е отбелязан при редкия мултисистемен възпалителен синдром, който е много подобен на болестта на Кавазаки и който много рядко засяга деца, заразени с този нов коронавирус.

Експерименталните компютърни симулации на изследователския екип показаха, че броят на дендритните клетки остава значително намален и не успява да се възстанови дори седем месеца след инфекцията, което е в съответствие с дългосрочните клинични наблюдения. Основната причина се възприема като персистираща инфекция от остатъчен вирус в заразения гостоприемник.

Бъдещи перспективи

Като се има предвид, че около 540 милиона души от световното население от осем милиарда са били заразени досега, се прогнозира, че дългият COVID ще стане все по-критичен проблем. Поради това е желателно да се обмислят ефективни терапии за нови коронавирусни последствия, като се има предвид възможността за персистираща инфекция в гостоприемниците.

Това изследване представя резултати относно неваксинирани хора, които се заразяват, но малко се знае за ефекта на получената от ваксинация имунологична памет върху персистиращите инфекции в гостоприемниците. Изследванията, които използват математически модели, базирани на клинични данни, трябва да играят решаваща роля в бъдеще за справяне с тези проблеми.

източник:

Препратки към списанието:

Sumi, T & Harada, K., (2022 Имунен отговор на SARS-CoV-2 при тежко заболяване и хроничен COVID-19. iScience. doi.org/10.1016/j.isci.2022.104723.

.