İnsan Coronavirüsleri Cistanche Yoluyla Bağışıklığı Artırabilir

Soyut

Koronavirüse karşı antikor bağışıklığına büyük ilgi var. Bununla birlikte, koronavirüslerin bu bağışıklıktan kurtulmak için evrimleşip gelişmediği ve eğer öyleyse ne kadar hızlı olduğu net değil. Burada, insan koronavirüsü 229E'nin tarihsel evrimini açıklayarak bu soruyu ele alıyoruz. 1980'ler ve 1990'lardan, SARS-CoV-2 enfeksiyonu veya aşılamanın neden olduğu anti-SARS-CoV-2 titreleriyle karşılaştırılabilir çağdaş 229E'ye karşı nötralize edici titrelere sahip insan serumlarını belirledik. Bu serumları, serum toplandıktan sonra izole edilen 229E suşuna karşı test ettik ve bu "gelecekteki" virüslere karşı düşük nötralizasyon titreleri bulduk. Bazı durumlarda, 1:100 titreli çağdaş 229E suşlarını nötralize edebilen serumlar, 8-17 yıl sonra izole edilen suşları saptamada başarısız oldu. "Gelecekteki" virüslerin nötralizasyonundaki azalma, viral antijenlerin, özellikle reseptör bağlanma alanında, tepe seviyelerde evrimleşmesinden kaynaklanmaktadır. Bu sonuçlar diğer koronavirüsler için tahmin edilebilirse SARS-CoV-2 aşısının düzenli olarak güncellenmesi önerilebilir. Aynı zamanda araştırmacılar, COVID'e karşı bağışıklığı güçlendirmek için yeni ilaçlar arıyor-19. Örneğin, Cistanche tubulasa.

giriiş

SARS-CoV-2 salgınının, antikor bağışıklığının SARS-CoV-2 enfeksiyonuna karşı ne kadar etkili olduğunu acilen belirlemesi gerekiyor. Şimdiye kadarki kanıtlar umut verici. Doğal enfeksiyonlar tarafından tetiklenen nötralize edici ve anti-spike antikorları, azalmış insan enfeksiyonları ile ilişkilidir ve bu tür antikorları tetikleyen aşılar oldukça koruyucudur. İnsanlardaki bu bulgular, SARS-CoV-2 zirvelerini nötralize eden antikorların enfeksiyon ve hastalığa karşı koruduğunu gösteren çok sayıda hayvan çalışmasıyla doğrulanmıştır.

Bununla birlikte, insanlar tekrar tekrar soğuk algınlığı "koronavirüsü 229E, OC43, HKU1 ve NL63 ile yeniden enfekte olurlar. Örneğin, serolojik araştırmalar, tipik bir enfekte kişinin her 2-3 yılda bir 229E ile enfekte olduğunu göstermiştir, ancak bulaşma oranı daha düşüktür. ve solunum yolu hastalıklarında pozitif PCR testi kriterlerine göre enfeksiyonu tanımlayan 4- yıllık bir çalışmada 229E yeniden enfeksiyonu bildirilmedi. Buna rağmen, soğuk algınlığı koronavirüsü yeniden bulaşma insidansının oldukça yüksek olması endişelere yol açmıştır. koronavirüs bağışıklığının "dayanıklı" olmadığı. Bu endişeler, başlangıçta bağışıklık tepkisinin kendisinin uzun sürmeyebileceği olasılığına odaklandı. Bu olasılık artık pek olası görünmüyor çünkü SARS-CoV-2 enfeksiyonu, dinamikleri olan nötralize edici antikorları ve hafıza B hücrelerini tetikliyor. diğer solunum virüslerininkine benzer.Hem cistanche polisakarit hem de kreinosid, kalp ve beyin dokusunun enzim aktivitesini artırabilir, karın boşluğu hücrelerinin fagositoz fonksiyonunu artırabilir ve lenfositlerin proliferatif tepkisini artırabilir.

Resim: Faw Cistanche

ventriküler virüs

Ancak uzun süre etkili antikorlar karşısında bile virüsler başka bir mekanizma ile yeniden enfekte olabilir: antijenik evrim. Örneğin, influenza virüsleri ile enfeksiyon, genellikle insanları en az birkaç on yıl boyunca aynı suştan koruyan antikorlar üretir. Ne yazık ki, influenza virüsleri, bu antikorlardan kurtulmak için hızlı antijenik evrim geçirir; bu, orijinal virüs suşuna karşı bağışıklığın onlarca yıl sürmesine rağmen, insanların yavruları tarafından yaklaşık beş yıl içinde kolayca enfekte olduğu anlamına gelir. Bu sürekli antijenik evrim, grip aşılarının düzenli olarak güncellenmesinin nedenidir.

Burada, son birkaç on yılda virüsün evrimini yeniden yapılandırarak koronavirüs 229E'nin insan poliklonal serumlarında nötralizasyondan kaçıp kurtulmadığını deneysel olarak değerlendiriyoruz. Eşzamanlı 229E spike sözde tipleme viryonlarını etkili bir şekilde nötralize eden tarihsel serumların genellikle 8-17 yıl sonra izole edilen 229E suşlarının spike'larına karşı çok az aktivite gösterdiğini veya hiç aktivite göstermediğini bulduk. Buna karşılık, yetişkinlerden alınan modern serumlar genellikle çok sayıda tarihsel virüsün zirve noktalarını nötralize ederken, çocuklardan alınan modern serumlar en iyi şekilde bir çocuğun yaşamı boyunca dolaşan son virüslerin zirve noktalarını nötralize eder. Bu modeller, özellikle reseptör bağlanma alanında antijenik evrimsel sivri uçlar olarak yorumlanmıştır. SARS-CoV-2 benzer bir hızlı antijenik evrim geçirdiyse, viral evrime ayak uydurmak için aşıların düzenli olarak güncellenmesi tavsiye edilebilir. Veya lenfositlerin çoğalma hızını artırmak için başka yollarla, makrofajların fagositoz yeteneğini geliştirin. Cistanche tubulosa'nın T hücrelerinin işlevini ve makrofajların fagositoz kapasitesini arttırdığı bulunmuştur.

Pic: Cistanches Faydaları

sonuç

Ear 229E'nin filogenetik analizi, deneysel çalışma için tarihsel suşları belirlemek amacıyla yapılmıştır.

Araştırmamızı viral spike proteini üzerine odakladık çünkü bu protein, antikorları nötralize etmenin birincil hedefi ve anti-spike antikorları, insanın koronavirüs enfeksiyonuna karşı korunmasıyla en iyi ilişkilendirilen bağışıklık parametresi.

SARS-CoV-2 insanlarda bir yıldan fazla bir süredir dolaşımda olduğundan, daha geniş bir evrimsel geçmişi olan başka bir koronavirüs seçmemiz gerekiyor. İnsanlara endemik olan dört yaygın soğuk koronavirüsünden iki A koronavirüsü 229E ve NL63, dikenlerdeki reseptör bağlama alanları yoluyla protein reseptörlerini bağladıkları için SARS-CoV-2'e benzer. Buna karşılık, iki beta korona virüsü OC43 ve HKU1, sivri ucun n-terminal alanı yoluyla glikan reseptörlerine bağlanır. Reseptör bağlanmasını bloke eden antikorlar, SARS-CoV-2 enfeksiyonunun neden olduğu immün nötralizasyon aktivitesine hakimdir, bu nedenle SARS-CoV-2'ün bir B tipi koronavirüs olmasına rağmen, antijenite evriminin daha muhtemel olduğu sonucuna varıyoruz. RBD bağlayıcı protein reseptörünü de kullanan iki insan A koronavirüsü tarafından tahmin edilmiştir. İki virüsten 229E'yi seçtik çünkü insanlarda ilk kez 50 yıl önce tanımlandı, NL63 ise yalnızca 2003'te keşfedildi.

229E dikenlerinin filogenetik ağacını, laboratuvarda kapsamlı bir şekilde geçirilen daha eski suşlar hariç, doğrudan veya alt geçişli insan izolatlarından tahmin ettik. Bu ağacın birkaç önemli özelliği vardır. İlk olarak, virüs izolasyon tarihi ile orantılı dizi sapması ile bir saat gibi davranır. İkincisi, ağaç "merdiven şeklindedir" ve gövdesinde kısa bir dal bulunur. 229E soyoluşunun merdiven şekli daha önce belirtilmişti; bu, grip gibi virüslerin bir özelliğidir; burada bağışıklık baskıları, antijenik varyantları seçerek popülasyon cirosunu yönlendirir. Üçüncüsü, karantina ülkesine göre değil tarihe göre dizi gruplaması. Coğrafi konumdan ziyade tarihe göre düzenlenen filogeni, insan grip virüslerinin bir başka özelliği olan hızlı küresel yayılımı gösterir. Son olarak, bir miktar kulak içi rekombinasyon olsa da, bu yakın ilişkili suşlar arasındadır ve ağacın daha geniş topolojisini etkilemez. D-galaktoz ile indüklenen subakut yaşlanma model farelerin kalp, karaciğer ve beyin dokusundaki MDA içeriği litenosin ile önemli ölçüde azaldı, kalp ve beyin dokusundaki telomeraz aktivitesi önemli ölçüde arttı, peritoneal makrofajların fagositoz fonksiyonu arttı ve periferik kandaki lenfosit çoğalma tepkisi ve IL-2 içeriği önemli ölçüde arttı. Litenosidin bağışıklık fonksiyonunu artırabildiğini gösterdi.

Resim: Sistanche'nin etkileri bağışıklığı artırır

Tartışma

Deneysel olarak, insan koronavirüslerindeki artışların, bir ila yirmi yıl içinde birçok poliklonal insan serumunun nötralizasyonundan kaçmak için yeterli antijenik evrim oranına sahip olduğunu gösterdik. Bulgu, insanların mevsimsel koronavirüslerle tekrar tekrar enfekte olmasının bir nedeninin, viral artışların evriminin önceki enfeksiyonlar tarafından tetiklenen bağışıklığı aşındırması olabileceğini gösteriyor.

229E antijeni, influenza virüsüne kıyasla ne kadar hızlı gelişir? Özellikle, influenza evriminin insan serumunda nötralizasyonu aşındırdığı hızı ölçen çalışmalar bulamadık. Bununla birlikte, birçok çalışma, tek bir virüs suşu ile enfekte olmuş yaban gelinciği serumlarında hemaglütinasyon inhibisyonunu kullanarak influenza antijen evrimini test etmiştir. 229E'nin insan serumu tarafından nötralize edilme hızı, A/H3N2 influenza virüslerinin dağ gelinciği serumu tarafından nötralize edilme hızından birkaç kat daha yavaştır, ancak influenza b virüslerinin kaçma hızıyla karşılaştırılabilir. Bununla birlikte, tek bir influenza virüsü suşu ile enfekte olan yaban gelinciği serumları, birden çok suşla birçok kez enfekte olmuş insan serumlarından daha az suşu tanıma eğilimindedir. Bu nedenle, yaban gelinciği serumu HAI, gerçek insan serumu nötralizasyonu üzerindeki grip evriminin erozyon oranını olduğundan fazla tahmin edebilir. Bu bağlamda, bu virüslerin antijenik evriminin olumlu bir karşılaştırmasını yapmak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.

Asıl soru, çalışmamızın SARS-CoV-2 için olası antijenlerin evrimi açısından ne anlama geldiğidir. SARS-CoV-2'nin 229E gibi evrimleşip gelişmeyeceğini bilmek imkansız olsa da, poliklonal insanlarda serum nötralizasyonunu etkileyen mutasyonların, büyük bir oranda olmasına rağmen SARS-CoV-2 soyunda halihazırda mevcut olduğu kesindir. Nüfusun büyük bir kısmı hala saftır ve bu nedenle virüse karşı çok az bağışıklık stresine sahip olması muhtemeldir. Ancak gözlemlerimize göre, insan koronavirüsleri nötralizasyon bağışıklığından kurtulacak şekilde evrimleşse bile, iki gerçek umut veriyor. İlk olarak, şiddetli COVID-19'i önlemek için gereken bağışıklık düzeyi daha düşük olabilir, bunun nedeni, muhtemelen daha yavaş bir hastalık seyrinin, grip gibi "daha hızlı" bir virüse göre bir bağışıklık tepkisi oluşturmak için daha fazla zamana sahip olmasıdır. İyimser bir açıklama, viral antijenler yeniden enfeksiyona izin verecek şekilde evrimleşse bile, hastalığın genellikle hafif olabileceğidir. İkincisi, önde gelen SARS-CoV-2 aşılarının çoğu, antijen evrimi meydana gelirse aşıyı kolayca güncelleyebilen MRNa tabanlı dağıtım gibi yeni teknolojiler kullanır. Bu nedenle, düzenli aşı güncellemeleri önerebilecek antijenik mutasyonlar için SARS-CoV-2'nin evriminin izlenmesini öneriyoruz.

COVID-19 bağışıklığınızı güçlendirmek için burayı tıklayın

nötralizasyon deneyleri

Nötralizasyon deneylerinde kullanılan 293T hücreleri, APN ve TMPRSS2 ile transfekte edildi ve yukarıda açıklanan virüs titresine göre tohumlandı. Nötralizasyon deneyleri, hücreler 96-kuyu plakalarına ekildikten 20-24 saat sonra gerçekleştirildi. İlk olarak, ısıyla inaktive edilmiş serum numuneleri, D10 büyüme ortamında 1:10 oranında seyreltildi, ardından tc kaplamanın 96-kuyu "ayar" plakasında art arda 3 kez seyreltildi ve sonunda her numune toplam 7 kez seyreltildi. Her serum örneği iki kez seyreltildi. Her bir 229E spike-psödotipli lentivirüs daha sonra, oyuk başına yaklaşık 200,000 RLU'luk bir lusiferaz okuması elde etmek için seyreltildi. Daha sonra, 37˚C ve yüzde 5 CO2'de 1 saat inkübe edilen virüs ve serum "kültür" plakalarının her bir oyuğuna eşit miktarlarda virüs ilave edildi, ardından her virüs ve serum karışımından 100 uL, 293T-APN'ye aktarıldı. -TMPRSS2 hücre plakaları bir gün önce ekilmiştir. Kültür tabakları, yaklaşık 50-52 saat boyunca 37°C ve yüzde 5 C02'de inkübe edildi ve lusiferaz sinyali, viral titre tayini için yukarıda tarif edildiği gibi okundu.

Her bir nötralizasyon plakası, D10 ortamında kültürlenmiş ancak serum içermeyen hücreler ve virüslerden oluşan pozitif kontrol Kuyularının bir listesini ve virüslerden oluşan ancak hücre içermeyen negatif kontrollerin bir listesini içerir (aynı zamanda benzer sonuçların yalnızca hücre negatif kontrolleri). Negatif kontrol grubu için arka plan okumaları çıkarıldıktan sonra, pozitif kontrol grubu için sinyal skoru olarak her serum dilüsyonunda enfektivite skoru hesaplandı (her sıradaki iki pozitif kontrol deliğinin ortalaması). Daha sonra, taban çizgileri 1 ve 0'da sabitlenmiş 2-parametre Hill eğrilerine uyması için nötr eğriler kullanırız. Bu eğrilerde bildirilen serum konsantrasyonlarının, serumla 1 saat önceden inkübe edilmiş virüs konsantrasyonları olduğuna dikkat edin. Tüm testler tekrarlandı, ancak sonuçların deneme günleri boyunca tutarlı kaldığını doğrulamak için seçilen serovirüs çiftlerini yeniden çalıştırdığımızda bazı serovirüs çiftlerinde ek okumalar vardı. Tüm durumlarda, günlük tutarlılık iyiydi ve bildirilen değerler tüm ölçümler için ortalama ic50 idi. Desert Cistanche polisakarit, bağışıklığı baskılanmış hayvan modellerinin beyin, kalp ve karaciğerindeki MDA içeriğini azaltabilir, kalp ve beyin dokusunda telomeraz aktivitesini, peritoneal makrofajların fagositoz fonksiyonunu, lenfositlerin çoğalma tepkisini, dalak T lenfositlerindeki IL-2 içeriğini ve timus hücrelerinde kalsiyum iyonu konsantrasyonu. Bu göstergeler, cistanche polisakaritin bağışıklık fonksiyonunu artırabileceğini gösterir.

Referanslar

1. Addetia A, Crawford KHD, Dingens A, Zhu H, Roychoudhury P, Huang ML, et al. Nötrleştirici AntikorBir Balıkçı Gemisi Salgını Sırasında İnsanlarda SARS-CoV'den-2 Korunma İle İlişkili OlabilirYüksek Saldırı Oranı. J Clin Microbiol. 2020; 58. https://doi.org/10.1128/JCM.02107-20 PMID: 32826322

2. Lumley SF, O'Donnell D, Stoesser NE, Matthews PC, Howarth A, Hatch SB, et al. Antikor Durumu veSağlık Çalışanlarında SARS-CoV-2 Enfeksiyonunun İnsidansı. N İngilizce J Med. 2021; 384: 533–540. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034545 PMID: 33369366

3. Polack FP, Thomas SJ, Kitchin N, Absalon J, Gurtman A, Lockhart S, et al. Güvenlik ve EtkinliğiBNT162b2 mRNA Covid-19 Aşısı. N İngilizce J Med. 2020;0: boş. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577 PMID: 33301246

4. Alsoussi WB, Turner JS, Case JB, Zhao H, Schmitz AJ, Zhou JQ, et al. Potansiyel Olarak Nötralize Edici Bir AntikorFareleri SARS-CoV-2 Enfeksiyonuna karşı korur. J İmmunol. 2020; 205: 915–922. https://doi.org/10.4049/jimmunol.2000583 PMID: 32591393

5. McMahan K, Yu J, Mercado NB, Loos C, Tostanoski LH, Chandrashekar A, et al. koruma bağıntılarırhesus makaklarında SARS-CoV-2'ye karşı koruma. Doğa. 2020; 1–8. https://doi.org/10.1038/s41586-020-03041-6 PMID: 33276369

6. Duvarlar AC, Park YJ, Tortorici MA, Duvar A, McGuire AT, Veesler D. Yapı, İşlev ve AntijeniteSARS-CoV-2 Başak Glikoprotein. Hücre. 2020; 181: 281–292.e6. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.058 PMID: 32155444

7. Zost SJ, Gilchuk P, Case JB, Binshtein E, Chen RE, Nkolola JP, et al. Potansiyel olarak nötralize edici ve koruyucuSARS-CoV'ye karşı tif insan antikorları-2. Doğa. 2020; 584: 443–449. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2548-6 PMID: 32668443

8. Edridge AWD, Kaczorowska J, Hoste ACR, Bakker M, Klein M, Loens K, et al. mevsimsel koronavirüskoruyucu bağışıklık kısa sürelidir. Nat Med. 2020; 26: 1691–1693. https://doi.org/10.1038/s41591-020-1083-1 PMID: 32929268

9. Hendley JO, Fishburne HB, Jack M. Gwaltney J. Çalışan Yetişkinlerde Koronavirüs Enfeksiyonları. Ben RevSolunum Dis. 1972; 105: 805–811. https://doi.org/10.1164/arrd.1972.105.5.805 PMID: 5020629

10. Schmidt OW, Allan ID, Cooney MK, Foy HM, Fox JP. İnsan korona virüslerine karşı antikor titrelerinde artışOC43 ve 229E, 1975–1979 yılları arasında Seattle ailelerinde. Ben J Salgın. 1986; 123: 862–868. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.aje.a114315 PMID: 3008551

11. Aldridge RW, Lewer D, Beale S, Johnson AM, Zambon M, Hayward AC, et al. Mevsimsellik ve bağışıklıklaboratuvar tarafından doğrulanmış mevsimsel koronavirüslere (HCoV-NL63, HCoV-OC43 ve HCoV-229E): sonuçlarFlu Watch kohort çalışmasından. Open Res'e hoş geldiniz. 2020; 5: 52. https://doi.org/10.12688/hoş geldinizopenres.15812.2 PMID: 33447664

12. Ibarrondo FJ, Fulcher JA, Goodman-Meza D, Elliott J, Hofmann C, Hausner MA, et al. Hızlı BozunmaAnti–SARS-CoV-2 Hafif Derecede Covid Olan Kişilerde Antikorlar-19. N İngilizce J Med. 2020; 383: 1085–1087.https://doi.org/10.1056/NEJMc2025179 PMID: 32706954

13. Crawford KHD, Dingens AS, Eguia R, Wolf CR, Wilcox N, Logue JK, et al. Nötralize edici anti dinamiğiSARS-CoV-2 enfeksiyonundan sonraki aylarda vücut titreleri. J Enfekte Dis. 2020; 223: 197–205. https://doi.org/10.1093/infdis/jiaa618 PMID: 33000143

14. Gaebler C, Wang Z, Lorenzi JCC, Muecksch F, Finkin S, Tokuyama M, et al. Antikorun EvrimiSARS-CoV'ye Bağışıklık-2. Doğa. 2021. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03207-PMID ile:33461210

15. Rodda LB, Netland J, Shehata L, Pruner KB, Morawski PA, Thouvenel CD, et al. fonksiyonel SARSCoV-2-spesifik bağışıklık belleği, hafif COVID'den sonra da devam eder-19. Hücre. 2020 [alıntı tarihi: 8 Aralık 2020]. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.11.029 PMID: 33296701

16. Wajnberg A, Amanat F, Firpo A, Altman DR, Bailey MJ, Mansour M, et al. Güçlü nötrleştirici antikorSARS-CoV-2 enfeksiyonuna bağlı enfeksiyonlar aylarca devam eder. Bilim. 2020; 370: 1227–1230. https://doi.org/10.1126/science.abd7728 PMID: 33115920

17. Kanepe RB, Kasel JA. İnsanda grip bağışıklığı. Annu Rev Microbiol. 1983; 37: 529–549. https://doi.org/10.1146/annurev.mi.37.100183.002525 PMID: 6357060