ΜΕΡΟΣ Ⅱ: Η λοίμωξη SARS-CoV-2 στο μοντέλο συριακού χάμστερ προκαλεί φλεγμονή καθώς και δυσρύθμιση ιντερφερόνης τύπου Ι τόσο σε αναπνευστικούς όσο και σε μη αναπνευστικούς ιστούς, συμπεριλαμβανομένης της καρδιάς και των νεφρών

για περισσότερες πληροφορίες:ali.ma@wecistanche.com

Magen Ellen Francis, Una Goncin & et al.

ΚΑΝΤΕ ΚΛΙΚ ΕΔΩ ΓΙΑ ΜΕΡΟΣ Ⅰ

Αφηρημένη

COVID-19(νόσος του κορωνοϊού 2019) που προκαλείται απόSARS-CoV-2(σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο κοροναϊός 2) η λοίμωξη είναι μια ασθένεια που επηρεάζει πολλά συστήματα οργάνων. Ένα μοντέλο που καταγράφει όλα τα κλινικά συμπτώματα τουCOVID-19, καθώς και η ασθένεια των μακρινών μεταφορών, είναι απαραίτητη. Διερευνήσαμε τις αποκρίσεις του ξενιστή που σχετίζονται με τη μόλυνση σε πολλά κύρια συστήματα οργάνων, συμπεριλαμβανομένων της αναπνευστικής οδού, της καρδιάς και τουνεφράμετάSARS-CoV-2μόλυνση σε συριακά χάμστερ. Βρήκαμε σημαντικές αυξήσεις στις φλεγμονώδεις κυτοκίνες (IL-6, IL-1βήτα και TNF) και στις ιντερφερόνες τύπου II, ενώ οι ιντερφερόνες τύπου Ι αναστάλθηκαν. Η εξέταση του εξωπνευμονικού ιστού έδειξε φλεγμονή στονεφρό, το συκώτι και την καρδιά που δεν είχαν επίσης ανοδική ρύθμιση ιντερφερόνης τύπου Ι. Ιστολογικά, η καρδιά είχε ενδείξεις μυοκαρδίτιδας και μικροθρόμβων ενώ ηνεφρόείχε σωληναριακή φλεγμονή. Αυτά τα αποτελέσματα δίνουν μια εικόνα για την πολυοργανική νόσο που βιώνουν τα άτομα μεCOVID-19και πιθανώς η παρατεταμένη νόσος σε άτομα με μετα-οξέα επακόλουθα τουSARS-CoV-2(PASC). κορωνοϊός 2) η μόλυνση μπορεί να επηρεάσει πολλά συστήματα οργάνων, συμπεριλαμβανομένων της αναπνευστικής οδού, του ουροποιητικού συστήματος, του νευρολογικού συστήματος και του καρδιαγγειακού συστήματος. Για την κατάλληλη μελέτη αυτής της ασθένειας και αξιολόγησης της θεραπείας, ένα μοντέλο που καταγράφει όλα τα κλινικά συμπτώματα τουCOVID-19απαιτείται. Είναι γνωστό ότι η βλάβη που εμφανίζεται μετά από ιογενή μόλυνση οφείλεται συχνά στις ανοσολογικές αποκρίσεις του ίδιου του ξενιστή. Ως εκ τούτου, εδώ διερευνήσαμε πώς ρυθμίζονται οι αποκρίσεις του ανοσοποιητικού ξενιστή σε πολλά σημαντικά συστήματα οργάνων, συμπεριλαμβανομένων της αναπνευστικής οδού, της καρδιάς και τουνεφράμετάSARS-CoV-2μόλυνση σε συριακά χάμστερ. Βρήκαμε σημαντικές αυξήσεις στις φλεγμονώδεις κυτοκίνες (IL-6, IL-1βήτα και TNF), καθώς και στις αντιικές κυτοκίνες, που ονομάζονται ιντερφερόνες τύπου Ι. Είναι ενδιαφέρον ότι οι ιντερφερόνες τύπου Ι της αντι-ιικής απόκρισης ανεστάλησαν στην αναπνευστική οδό. Η εξέταση του εξωπνευμονικού ιστού έδειξε φλεγμονή στονεφρό, το συκώτι και την καρδιά που δεν είχαν επίσης ανοδική ρύθμιση ιντερφερόνης τύπου Ι. Ιστολογικά, η καρδιά είχε ενδείξεις μυοκαρδίτιδας και μικροθρόμβων ενώ ηνεφρόείχε σωληναριακή φλεγμονή. Αυτά τα αποτελέσματα δίνουν μια εικόνα για την πολυοργανική νόσο που βιώνουν τα άτομα μεCOVID-19και πιθανώς η παρατεταμένη νόσος σε άτομα με μετα-οξέα επακόλουθα τουSARS-CoV-2(PASC).

Το Click to Cistanche χρησιμοποιεί για τη λειτουργία των νεφρών

Η λοίμωξη SARS-CoV-2 έχει ως αποτέλεσμα σημαντική φλεγμονή ή ρύθμιση του ανοσοποιητικού στην καρδιά, τον λεμφαδένα και τον σπλήνα καθώς και υπογραφές ηωσινόφιλων στο παχύ έντερο

Οι ανοσολογικοί δείκτες φλεγμονής, η προσαρμοστική ανοσία και οι αντιικές αποκρίσεις αξιολογήθηκαν επίσης σε μη αναπνευστικούς ιστούς παράλληλα με την ιστοπαθολογία των ιστών. Διερευνήσαμε τον μεσοθωρακικό λεμφαδένα, την καρδιά,νεφρό, σπλήνα, ήπαρ και παχύ έντερο για ρύθμιση ανοσολογικών στόχων που κατηγοριοποιούνται όπως παραπάνω κατά IFN τύπου Ι, τύπου II/Γενική απόκριση IFN και Έμφυτους/Προσαρμοστικούς Μεσολαβητές (Εικ. 6) καθώς και για ανοσοπαθολογία (Εικ. 7 και S4). Εάν η αρχική αξιολόγηση της ιστοπαθολογίας πρότεινε την εμπλοκή ειδικών ανοσολογικών μηχανισμών (Σχήμα S4), διεξήχθη σάρωση υψηλής ανάλυσης για την απόκτηση μεγαλύτερου βάθους πληροφοριών (Εικ. 7). Οι λεμφαδένες του μεσοθωρακίου δεν μπόρεσαν να ανακτηθούν την ημέρα 15. Αντίστοιχη σημασία για τη γονιδιακή έκφραση μπορούν να βρεθούν στον Πίνακα S2. Οι αποκρίσεις IFN τύπου Ι και τύπου ΙΙ σε όλα τα εξωπνευμονικά όργανα εκτός από το ήπαρ είχαν παρόμοια προφίλ ρύθμισης με αυτά των πνευμόνων και των ρινικών κόγχων (Εικ. 6). Η γονιδιακή ρύθμιση χαρακτηρίστηκε από μειωμένες αποκρίσεις τύπου Ι και αυξήσεις στις αποκρίσεις τύπου II. Το STAT2 μειώθηκε σημαντικά στον μεσοθωρακικό λεμφαδένα,νεφρό, σπλήνα και παχύ έντερο. Η καρδιά είχε σημαντικές και παρατεταμένες μειώσεις στο IRF1 ενώ το παχύ έντερο είχε μειώσεις στην IFN-beta (Εικ. 6). Αντίθετα, σημαντικές αυξήσεις στην IFN-γάμα παρατηρήθηκαν στον μεσοθωρακικό λεμφαδένα καινεφρόκαι σε μικρότερο βαθμό στην καρδιά και τη σπλήνα. Το CXCL10, το χημειοελκτικό των Τ κυττάρων, αυξήθηκε σε υψηλά επίπεδα στον σπλήνα, στο ήπαρ και στον μεσοθωρακικό λεμφαδένα όπου η ρύθμιση ήταν διφασική στον λεμφαδένα (Εικ. 6). Η ρύθμιση των εγγενών/προσαρμοστικών γονιδίων μεσολαβητών στον σπλήνα και στον λεμφαδένα παρατηρήθηκε για όλους τους ανοσολογικούς στόχους που εξετάστηκαν με εξαίρεση τους TGF-beta, IL-5R και CCR3 που δεν ρυθμίστηκαν αποτελεσματικά. Συγκεκριμένα, σημαντική ρύθμιση των CD3, CD4, CD8A, IL-2, IL-21, IL-10, IL{-4, IL{-5, IL{{13 }} και IL-12 σημειώθηκε σε αυτά τα δευτερεύοντα ανοσολογικά όργανα. Η ρύθμιση των έμφυτων/προσαρμοστικών ανοσολογικών μεσολαβητών ήταν ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα στην καρδιά όπου η IL-2, η IL{-10, η IL{-4 και η IL-5 αυξήθηκαν 100 φορές σε σχέση με την αρχική τιμή . Η υψηλότερη ανοδική ρύθμιση των φλεγμονωδών κυτοκινών ανιχνεύθηκε στην καρδιά ακολουθούμενη από τους νεφρούς, το ήπαρ και τον μεσοθωρακικό λεμφαδένα. Στην καρδιά, η IL-12 αυξήθηκε σημαντικά νωρίς και, μαζί με τον TNF, παρέμεινε αυξημένη την ημέρα 15 pi. Η IL-6 και η IL-1βήτα προκλήθηκαν επίσης παροδικά στον καρδιακό ιστό τις ημέρες 5 και 8 (Εικόνα 6). Σημαντικές αλλαγές στην καρδιά παρατηρήθηκαν με ιστολογική ανάλυση (Σ4 Εικ.). Η απεικόνιση υψηλής ανάλυσης βρήκε ενδείξεις μικροθρόμβων (Εικ. 7Α, λευκά βέλη) καθώς και μυοκαρδίτιδας (Εικ. 7Β, λευκά βέλη) στην καρδιά. Τα CD14, IL-1βήτα και TNF ρυθμίστηκαν προς τα πάνω νωρίς στο νεφρό αλλά μειώθηκαν την ημέρα 8 σε 12 pi (Εικ. 6) που συνέπεσε με διήθηση φλεγμονωδών κυττάρων στο νεφρό και πιθανώς οξεία νεφρική βλάβη ή σωληναριακή βλάβη (ενδεικνύεται από τα λευκά βέλη, Εικ. 7C). Η έκφραση της IL-6 διατηρήθηκε στο ήπαρ όπου η IL-1βήτα αυξήθηκε επίσης σε καθυστερημένα χρονικά σημεία. Ο μεσοθωρακικός λεμφαδένας είχε μια διφασική αύξηση της IL-12 με παροδικές αυξήσεις της IL-6 και του TNF έως διπλάσια επίπεδα 12, 8 και 11, αντίστοιχα. Το παχύ έντερο είχε σημαντική ρύθμιση των IL-5, IL-5R και CCR3 με διήθηση ηωσινόφιλων (Εικ. 7D), αλλά ελάχιστη ρύθμιση οποιωνδήποτε άλλων έμφυτων/προσαρμοστικών μεσολαβητών. Για να συνοδεύσουμε την ανάλυση των εξωπνευμονικών οργάνων, αναλύσαμε τη χημεία του αίματος των ζώων με την πάροδο του χρόνου για να αξιολογήσουμε τη δυσλειτουργία οργάνων (Σχήμα S5). Αναλύσαμε τη γλυκόζη, την αλβουμίνη, την αλκαλική φωσφατάση, την τρανσφεράση της αλανίνης, το άζωτο της ουρίας του αίματος, την ολική χολερυθρίνη και τη συνολική πρωτεΐνη ως ένδειξη ηπατικής λειτουργίας[27]. Το ασβέστιο, το κάλιο, η λευκωματίνη, η αμυλάση, το άζωτο της ουρίας του αίματος και η ολική πρωτεΐνη αναλύθηκαν για την αξιολόγηση του νεφρού[27]. Η γαστρεντερική υγεία αξιολογήθηκε μέσω νατρίου, καλίου και αλκαλικής φωσφατάσης[27]. Η καρδιακή λειτουργία μετρήθηκε χρησιμοποιώντας τρανσφεράση νατρίου, καλίου και αλανίνης[27]. Η ανοδική ρύθμιση της σφαιρίνης αξιολογήθηκε ως σημάδι αντιγονικής διέγερσης[27]. Από τα 14 μόρια που ερευνήθηκαν, μόνο η αμυλάση και η γλυκόζη αυξήθηκαν σημαντικά σε μολυσμένα ζώα σε σύγκριση με τους ελέγχους, κορυφώνοντας στα 1700 U/L και 280 mg/dL, αντίστοιχα, την ημέρα 8 pi. Επιπρόσθετα, οι αλλαγές στη συγκέντρωση του καλίου ([K συν ]) ήταν οι πιο αξιοσημείωτες και φάνηκε να σχετίζονται κυρίως με το χρόνο κατά την περίοδο της μελέτης, καθώς τα περισσότερα άτομα είχαν αυξανόμενο [K συν ] με τη μεγαλύτερη αλλαγή που παρατηρήθηκε την ημέρα 15. Η αύξηση σε λευκωματίνη ήταν επίσης αξιοσημείωτη αλλά ήπια σε πολλά από τα ζώα. Η συγκέντρωση της ολικής πρωτεΐνης αυξήθηκε ελαφρά στα περισσότερα άτομα, αλλά η αλλαγή είναι σχετικά ήπια και πιθανότατα κλινικά ασήμαντη. Άλλοι ηπατικοί δείκτες κορυφώθηκαν αργότερα στη χρονική πορεία, συμπεριλαμβανομένης της γλυκόζης (280 mg/dL) την ημέρα 8, της αλκαλικής φωσφατάσης (ALP) την ημέρα 12 (3 U/L) και του αζώτου ουρίας αίματος (BUN) (22 mg/dl) την ημέρα 15. Η τρανσφεράση της αλανίνης (ALT), αν και κορυφώθηκε την ημέρα 2, ήταν υψηλή την ημέρα 12 σε λίγο κάτω από 100 U/L υποδηλώνοντας πιθανή ηπατική βλάβη. Οι δείκτες νεφρών επίσης κορυφώθηκαν αργότερα, την ημέρα 8 για την αμυλάση (1700 U/L) και την ημέρα 15 για το κάλιο και το BUN (12 και 22 mg/dl, αντίστοιχα). Το BUN με λίγες εξαιρέσεις είχε πιθανή εξαρτώμενη από το χρόνο αύξηση της συγκέντρωσης. Το ασβέστιο, αντίθετα, κορυφώθηκε την ημέρα 2 στα 2,6 mg/dl, αλλά έπεσε στις περιοχές αναφοράς. Οι δείκτες της γαστρεντερικής και καρδιακής υγείας, όπως το νάτριο, έδειξαν ελάχιστη ρύθμιση, ενώ το [K συν ] αυξήθηκε σχετικά γραμμικά καθ' όλη τη διάρκεια της λοιμώδους χρονικής πορείας, κορυφώνοντας την ημέρα 15 (12 mg/dl). Η ALP (γαστρεντερικός δείκτης) ήταν υψηλός τις ημέρες 5 και 8 στα 3u/L και η ALT (καρδιακός δείκτης) αυξήθηκε στα μολυσμένα χάμστερ σε σχέση με τα μη μολυσμένα χάμστερ τις ημέρες 2, 8 και 12 στα 75-100 U/L, αλλά οι διαφορές δεν ήταν σημαντικές. Τέλος, η σφαιρίνη κορυφώθηκε την ημέρα 2 στα 0,6 g/dL και μειώθηκε σχετικά γραμμικά με την πάροδο του χρόνου. Συνολικά, η ανάλυση αίματος υποδεικνύει κάποια δυσλειτουργία σε εξωπνευμονικά όργανα, καθώς και αντιγονική διέγερση ως απόκριση σεSARS-CoV-2.

Εικ. 6. Η λοίμωξη SARS-Cov-2 σε χάμστερ οδηγεί σε αυξήσεις στα γονίδια που σχετίζονται με τη φλεγμονή και τον ανοσολογικό μεσολαβητή σε επιλεγμένα εξωπνευμονικά όργανα, υποδεικνύοντας πιθανώς μυοκαρδίτιδα, προσαρμοστική ανοσολογική εξέλιξη και διήθηση ηωσινοφίλων στο παχύ έντερο.Η qRT-PCR πραγματοποιήθηκε σε RNA που εξήχθη από μεσοθωρακικό (Μ) λεμφαδένα, καρδιά, νεφρό, σπλήνα, ήπαρ και παχύ έντερο απόSARS-CoV-2εμβολιασμένα χάμστερ. Τα δείγματα αξιολογήθηκαν για σχετιζόμενες με την απόκριση ιντερφερόνης τύπου Ι (IFN-βήτα, STAT2, IRF1, IRF3, TLR3), σχετιζόμενες με την απόκριση ιντερφερόνης τύπου II (IFN-γάμα, IRF2, STAT1, CXCL10) και εγγενή/ προσαρμοστικός μεσολαβητής (CD3, CD4, CD8, CD19, IL-2, TGF-beta, IL-21, IL-10, IL-4, IL{-5, Γονίδια IL-5R, IL{-13, IL{-12, CD14, CCR3, PKR, CCL20, CCL22, IL-1βήτα, IL-6, TNF) μόχλευση εκκινητών PCR ειδικών για αλληλουχίες χάμστερ (Πίνακας 1). Η αναδίπλωση υπολογίστηκε μέσω ΔΔCt έναντι της βασικής γραμμής (Ημέρα 0) με το BACT ως το γονίδιο της οικιακής φροντίδας. Το N είναι 3 για όλα τα χρονικά σημεία.

Συζήτηση

ΑρχικάSARS-CoV-2Η λοίμωξη θεωρήθηκε ότι προκαλεί κυρίως αναπνευστική νόσο, αλλά είναι πλέον σαφές ότιCOVID-19είναι μια ασθένεια πολλών προσώπων που επηρεάζει πολλά συστήματα οργάνων[25,26]. Για να αποκτήσουμε καλύτερη κατανόηση της προέλευσης της νόσου και των μυριάδων κλινικών συμπτωμάτων που παρουσιάζονται στους ανθρώπους, διερευνήσαμε την ανοσοπαθολογία στην αναπνευστική οδό καθώς και στα μη αναπνευστικά όργανα κατά τη διάρκειαSARS-CoV-2μόλυνση σε συριακά χάμστερ. Λοίμωξη με 105 TCID50 τουSARS-CoV-2οδήγησε σε ήπια έως μέτρια κλινική ασθένεια. Ο μολυσματικός ιός περιέχονταν κυρίως στην αναπνευστική οδό, αν και το ιικό RNA ήταν παρόν σε όλους τους ιστούς που αξιολογήθηκαν. Το προφίλ απόκρισης του ξενιστή στην αναπνευστική οδό εντόπισε αναστολή της απόκρισης IFN τύπου Ι με ταυτόχρονη αύξηση σε IFN τύπου II, φλεγμονώδεις κυτοκίνες, έμφυτες και προσαρμοστικές κυτοκίνες. Η διερεύνηση των εξωπνευμονικών οργάνων βρήκε επίσης παρόμοιο προφίλ για τη σηματοδότηση IFN τύπου Ι και ΙΙ. Ωστόσο, εντοπίστηκε επίσης ειδική για τον ιστό ανοσολογική ρύθμιση. Συγκεκριμένα, εντοπίστηκε σημαντική έκφραση έμφυτων και προσαρμοστικών μεσολαβητών στην καρδιά και τον σπλήνα. Δεδομένου ότι η αντιική θεραπεία κατά τη διάρκειαSARS-CoV-2Η μόλυνση είναι αποτελεσματική μόνο σε σύντομο χρονικό διάστημα[28], σοβαρήCOVID-19πιστεύεται ότι είναι συνέπεια μιας απορρυθμισμένης ανοσολογικής απόκρισης[29]. Η κατανόηση της παθογένεσης του ανοσοποιητικού συστήματος είναι απαραίτητη για τον εντοπισμό θεραπευτικών στόχων και τη θεραπεία οξέων μη αναπνευστικών συμπτωμάτων που σχετίζονται μεCOVID-19συμπεριλαμβανομένων των καρδιακών παλμών ή των ημικρανιών και μακροχρόνιων καταστάσεων στη φάση της ανάρρωσης, όπως τα μετα-οξέα επακόλουθαSARS-CoV-2λοίμωξη (PASC), που αναφέρεται επίσης ως long-COVID[30].

Εικ. 7. Επιλεγμένα εξωπνευμονικά όργανα έχουν διακριτή παθολογία μετά από λοίμωξη από SARS-CoV-2 με ενδείξεις μικροθρόμβων και μυοκαρδίτιδας στην καρδιά, σωληναριακή βλάβη στο νεφρό και διήθηση ηωσινόφιλων στο παχύ έντερο.Η καρδιά, ο νεφρός και το παχύ έντερο συλλέχθηκαν από κάθε ζώο κατά τη νεκροψία και σταθεροποιήθηκαν σε φορμαλίνη 10 τοις εκατό πριν από την ενσωμάτωση μπλοκ παραφίνης. Οι ιστοί χρωματίστηκαν με Η&Ε. Οι καρδιακοί ιστοί εμφάνισαν μικροθρόμβους (λευκά βέλη) σε πολλές ημέρες (Α), καθώς και μυοκαρδίτιδα την ημέρα 8 (λευκό βέλος) (Β). Ο νεφρός είχε οξεία κάκωση/σωληνοειδές τραυματισμό (λευκά βέλη) (C). Το παχύ έντερο είχε διήθηση ηωσινόφιλων (λευκά βέλη) (D). Οι χρωματισμένοι ιστοί οπτικοποιήθηκαν και απεικονίστηκαν χρησιμοποιώντας τον σαρωτή διαφανειών Aperio ScanScope XT. Οι εικόνες που εμφανίζονται είναι αντιπροσωπευτικές 3 ζώων ανά ομάδα, ανά χρονικό σημείο.

Η κύρια θέση της μόλυνσης που επηρεάζει τη μετάδοση γιαSARS-CoV-2στους ανθρώπους είναι η αναπνευστική οδός. Ως εκ τούτου, το αρχικό επίκεντρο της έρευνάς μας ήταν η αναπνευστική οδός, συμπεριλαμβανομένων των σχετικών ανοσοαποκρίσεων και της ανοσοπαθολογίας. Εδώ έχουμε επιδείξει λοίμωξη του ανώτερου και κατώτερου αναπνευστικού και σχετιζόμενη ασθένεια μετά από μόλυνση από SARS-CoV-2 σε συριακά χάμστερ. Η ιογενής λοίμωξη στον πνεύμονα οδήγησε σε σοβαρή παθολογία που χαρακτηρίζεται από διήθηση φλεγμονωδών κυττάρων με αποτέλεσμα βρογχοπνευμονία την ημέρα 5 pi και αιμορραγία την ημέρα 8. Αυτά τα ευρήματα ήταν σύμφωνα με τη λοίμωξη από SARS-CoV-2 σε προηγούμενες μελέτες για χάμστερ της Συρίας[19, 20,31,32] και μεγαλύτερα ζωικά μοντέλα, συμπεριλαμβανομένων των μακάκων ρέζους[33] καθώς και σοβαρής πνευμονίας που εντοπίστηκε σε μερικούς ανθρώπουςCOVID-19ασθενείς[34-36]. Η συνέπεια των δεδομένων υποστηρίζει τη χρήση του χάμστερ για μοντελοποίησηSARS-CoV-2λοίμωξη της ανθρώπινης αναπνευστικής νόσου και της σχετικής ανοσοπαθολογίας. Σημειώσαμε επίσης ότι ορισμένα χάμστερ παρουσίασαν μεγαλύτερη απώλεια βάρους, η οποία συσχετίστηκε με υψηλότερο ιικό φορτίο. Το διαφορετικό βάρος μπορεί να οφείλεται στο φυσικό ένστικτο των χάμστερ να κρύβουν τροφή στα μάγουλά τους, στον ανεπαρκή ενοφθαλμισμό ή στο ότι υπάρχουν εγγενείς ιδιότητες ξενιστή που μπορεί να οδηγήσουν σε διαφορική απώλεια βάρους και αναπαραγωγή του ιού σε αυτό το ζωικό απόθεμα. Δεδομένου ότι όλα τα ζώα ελέγχθηκαν για αποθήκευση τροφής στο στόμα τους και όλα τα ζώα ήταν θετικά για τοSARS-CoV-2ιού, δεν πιστεύουμε ότι αυτό το αποτέλεσμα είναι αντανάκλαση είτε σφαλμάτων ζύγισης είτε κακού εμβολιασμού. Απαιτείται περισσότερη δουλειά για να καθοριστεί εάν υπάρχουν γενετικές διαφορές στα συριακά χάμστερ από τον ποταμό Charles. Η κατανόηση της καθαρότητας του ζωικού αποθέματος θα παρέχει σημαντικές πληροφορίες για τη χρήση αυτών των ζώων σε θεραπευτικές μελέτες SARS-CoV-2 και εάν είναι δυνατόν να αξιοποιηθεί αυτή η γνώση για την ανάπτυξη ενός πιο σοβαρού χάμστερSARS-CoV-2μοντέλο. Στη μελέτη μας, εντοπίσαμε επίσης την ανοδική ρύθμιση βασικών φλεγμονωδών γονιδίων, όπως το IL{0}} και το TNF στους πνεύμονες και τους ρινικούς κόγχους, επιβεβαιώνοντας την προηγούμενη ανοσολογική μοντελοποίηση σε χάμστερ[32,37]. Αυτά τα ευρήματα είναι σημαντικά καθώς αυτοί οι φλεγμονώδεις δείκτες έχουν αποδειχθεί ότι είναι προγνωστικοί παράγοντες σοβαρής νόσου μέσω της αξιολόγησης του αίματος στον άνθρωπο[38-42]. Πιο εις βάθος ανάλυση της απόκρισης του ξενιστή στον SARS-CoV-2 στους αναπνευστικούς ιστούς των χάμστερ έχει γίνει χρησιμοποιώντας ανάλυση αλληλουχίας μεταγραφομένων[43,44]. Ο Hoagland και οι συνεργάτες του αξιολόγησαν τους πνεύμονες τουSARS-CoV-2μολυσμένα χάμστερ για τη ρύθμιση του ανοσοποιητικού γονιδίου του ξενιστή και διαπίστωσαν μια εμφανή ανοδική ρύθμιση των IL-6, TNF και IL-1βήτα[43] σύμφωνα με τα αποτελέσματα PCR μας. Σε μια άλλη μελέτη, η ανάλυση αλληλουχίας ενός κυττάρου αποκάλυψε μια εξέχουσα απόκριση Τ-λεμφοκυττάρων συμπεριλαμβανομένης της ρύθμισης προς τα πάνω της IFN-γάμα και της IL-2[44], δύο δείκτες που επίσης παρατηρήσαμε ότι εκφράζονται σε μεγάλο βαθμό στους πνεύμονες. Επιπλέον, οι αναλύσεις μας στους πνεύμονες αποκάλυψαν ανοδική ρύθμιση των δεικτών Τ κυττάρων CD3, CD4 και CD8A. Είναι σημαντικό ότι η ανάλυση qRT-PCR που αναφέραμε στην παρούσα μελέτη συμφωνεί με αυτές τις άλλες μελέτες, επικυρώνοντας έτσι τη χρήση της qRT-PCR ως μεθόδου γρήγορης αξιολόγησης της αποτελεσματικότητας των εμβολίων και των θεραπευτικών που αξιολογούνται στον SARS-CoV του χάμστερ{{ 13}} μοντέλο. Τα προφίλ qRT-PCR μας παρέχουν στοχευμένους βιοδείκτες που μπορούν εύκολα να χρησιμοποιηθούν. Η μελέτη και η ερμηνεία μας περιορίστηκαν μόνο με την παρουσία ανάλυσης παθογένειας. Οι μελλοντικές μελέτες θα πρέπει να χρησιμοποιούν το πάνελ των στόχων του ανοσοποιητικού μας για χρήση σε εμβόλια και θεραπευτικές μελέτες.

Η αντιική απόκριση είναι απαραίτητη για τον αρχικό έλεγχο ενός ιού με ενεργό καταστροφή της ιικής αναπαραγωγής και ανοσοδιέγερση για περιορισμό της εξάπλωσης σε άλλα κύτταρα. Μετά την αναγνώριση της παρουσίας ενός ιού ή ιικών αντιγόνων, η επαγωγή ιντερφερονών είναι κεντρική για την εγκαθίδρυση μιας αντιμικροβιακής κατάστασης εντός των κυττάρων όπου η ισορροπία μεταξύ των ιντερφερονών και άλλων εγγενών κυτοκινών είναι κρίσιμη για την αποτελεσματική δράση[45]. Πρόσφατα, η αναστολή των ιντερφερονών τύπου Ι (IFN-άλφα και IFN-βήτα) έχει συσχετιστεί με σοβαρή νόσο σεCOVID-19υποδηλώνοντας ότι ο ιός είναι ικανός να μπλοκάρει την αντιική ανοσία που οδηγεί σε αυξημένη παθογένεση [14,46,47].Στη μελέτη μας, βρήκαμε ότι τα χάμστερ που έχουν μολυνθεί μεSARS-CoV-2έχουν μια πρωτότυπη απόκριση IFN τύπου II. Αντίθετα, η απόκριση τύπου IIFN ρυθμίζεται προς τα κάτω, όπως αποδεικνύεται από τη μείωση της έκφρασης του γονιδίου IFN-βήτα και την αύξηση της έκφρασης του γονιδίου IRF2, ενός ανταγωνιστή τύπου Ι. Πολυάριθμες μελέτες έχουν δείξει μειωμένες αποκρίσεις IFN τύπου Ι μετά από μόλυνση από SARS-CoV-2 in vitro[14,48-51]. Η απορρύθμιση της IFN που αναφέρουμε εδώ δεν έχει ακόμη αναλυθεί στον αναπνευστικό ιστό ανθρώπων με σοβαρήCOVID-19, αλλά οι συστημικές ανοσολογικές αναλύσεις αίματος έχουν δείξει παρόμοια αποτελέσματα[14,46,47,52]. Αν και οι μηχανισμοί που αναστέλλουν τις αποκρίσεις ιντερφερόνης τύπου Ι δεν έχουν αποσαφηνιστεί πλήρως, ιικοί και ξενιστές παράγοντες έχουν ενοχοποιηθεί σε αυτή τη δυσρύθμιση[53,54].

Η απορρύθμιση της απόκρισης της ιντερφερόνης είναι μια στρατηγική που χρησιμοποιείται από ιούς για την αποφυγή της ανοσίας του ξενιστή. Προηγούμενες έρευνες σχετικά με την απόκριση του ξενιστή στη λοίμωξη από SARS-CoV (σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο κοροναϊός 1) και MERS-CoV (αναπνευστικό σύνδρομο της Μέσης Ανατολής από κορωνοϊό) υποδεικνύουν ότι πολλοί κοροναϊοί χρησιμοποιούν αυτήν τη στρατηγική[55-59]. Η μελέτη του 2020 από τους Xia et al. καθορίζεται ότι αυτή η απορρύθμιση που χρησιμοποιείται από τους εξαιρετικά παθογόνους κοροναϊούς εκτείνεται σεSARS-CoV-2αποδεικνύοντας ότι και οι τρεις από αυτούς τους βήτα κορονοϊούς ρυθμίζουν προς τα κάτω την οδό ιντερφερόνης τύπου Ι. Συγκεκριμένα, τα NSP1, NSP6 και NSP13[50] παρεμβαίνουν στη μετάφραση της IFN-beta, είτε αναστέλλοντας το ριβόσωμα του ξενιστή στην περίπτωση του NSP1[60] είτε στοχεύοντας πρωτεΐνες που είναι απαραίτητες για την επαγωγή IFN-βήτα στην περίπτωση του NSP13[61]. ΑλλαSARS-CoV-2Οι πρωτεΐνες του ιού έχουν επίσης εμπλακεί στη μείωση της ρύθμισης της ιντερφερόνης[62]. Το ORF3b και το ORF9b και τα δύο στοχεύουν ειδικά ένα σύμπλεγμα μιτοχονδριακών αντιιικών πρωτεϊνών σηματοδότησης προκειμένου να αναστέλλουν τη σηματοδότηση IFN τύπου Ι [63,64]. Παράγοντες υποδοχής που επηρεάζουνSARS-CoV-2Τα αποτελέσματα της λοίμωξης περιλαμβάνουν την ηλικία και το φύλο. Επιπλέον, συννοσηρότητες έχουν επίσης εμπλακεί στη δυσρυθμία της ιντερφερόνης[65]. Εξετάστηκε μια μελέτη του 2020 από τους Trouillet-Assent et alCOVID-19αποτελέσματα ασθενών σε μια κοόρτη που περιλαμβάνει άτομα που εκφράζουν συστηματικά IFN τύπου Ι και άτομα που είχαν σημαντικά χαμηλότερα επίπεδα τόσο της IFN-άλφα όσο και της βήτα. Βρήκαν ότι οι ασθενείς που δεν είχαν έκφραση ιντερφερόνης τύπου Ι ήταν μεγαλύτεροι σε ηλικία και πιο πιθανό να είναι άνδρες σε σύγκριση με εκείνους που εξέφραζαν IFN τύπου Ι[66. Σε μια παρόμοια μελέτη, εντοπίστηκαν σημαντικά υψηλότερα συστηματικά επίπεδα IFN-alpha2 στις γυναίκες σε σύγκριση με τα επίπεδα στους άνδρες|67]. Στην πρόσφατη μελέτη μας, διαπιστώσαμε ότι τα ηλικιωμένα αρσενικά κουνάβια είχαν καθυστερημένη ανταπόκριση ιντερφερόνης τύπου Ι σε σύγκριση με τα ενήλικα θηλυκά, με τα αρσενικά να στερούνται επαγωγής βασικών αντιιικών γονιδίων συμπεριλαμβανομένων των OASL, MIX1 και IDG15 που συνέπεσαν με αυξημένο ιικό φορτίο[68] .Στην παρούσα μελέτη μας χρησιμοποιώντας το μοντέλο χάμστερ, όλα τα ζώα μας ήταν αρσενικά, γεγονός που υποδηλώνει ότι απαιτείται διερεύνηση σεξουαλικών προκαταλήψεων για να αποκτήσουμε πλήρη κατανόηση της παρατηρούμενης απορρύθμισης της ιντερφερόνης τύπου Ι. Προς το παρόν, δεν είναι γνωστό γιατί ή πώς οι παράγοντες ξενιστή επηρεάζουν τις αποκρίσεις στην ιντερφερόνηSARS-CoV-2. Μια μελέτη από τους Bastard et al. εντόπισε την παρουσία αυτοαντισωμάτων έναντι ιντερφερονών τύπου Ι σε άνδρες με σοβαρήCOVID-19[69]. Αυτό προσφέρει μια πιθανή εξήγηση των ανοσολογικών μηχανισμών που εμπλέκονται σε μειωμένες αποκρίσεις ιντερφερόνης τύπου Ι σε ένα υποσύνολο ανθρώπινων ασθενών. Ο μηχανισμός για μειωμένες αποκρίσεις ιντερφερόνης στην παρούσα μελέτη μας, όπου όλα τα χάμστερ ήταν ενήλικα αρσενικά ζώα, περιμένει περαιτέρω έρευνα. Επιπλέον, συνολικά, το ανοσοποιητικό προφίλ που έχουμε εντοπίσει μαζί με την παθολογία της αναπνευστικής οδού υποδηλώνει ότι τα χάμστερ είναι ένα ιδανικό μοντέλο για τη διερεύνηση αυτών των μηχανισμών και τη δοκιμή θεραπευτικών μεθόδων όπως οι ιντερφερόνες τύπου [48,49,70] ή η ιντερφερόνη λάμδα [Z1, Z2], και τα δύο έχουν αποδείξει αποτελεσματικότητα στη θεραπείαCOVID-19ασθενείς [Z3-75] αλλά χρειάζεται περισσότερη έρευνα.

COVID-19είναι μια ασθένεια που περιλαμβάνει την παθογένεση τόσο των αναπνευστικών όσο και των μη αναπνευστικών οργάνων[25,26, ωστόσο λίγα είναι κατανοητά για την απόκριση του ξενιστή έξω από την αναπνευστική οδό. Στη μελέτη μας, εντοπίσαμε το vRNA σε αρκετούς ιστούς εκτός της αναπνευστικής οδού, συμπεριλαμβανομένου του μεσοθωρακικού λεμφαδένα, της καρδιάς, των νεφρών, του ήπατος, του σπλήνα και του παχέος εντέρου. Η παρουσία ιικού RNA μπορεί να είναι δείκτης αναπαραγωγής ζωντανού ιού και μόλυνσης ιστού, αλλά μπορεί επίσης να υπάρχει χωρίς ζωντανό ιό. Δεν βρήκαμε σημαντικό ζωντανό ιό εκτός της αναπνευστικής οδού που να υποδηλώνει ελάχιστη αν υπάρχει οποιαδήποτε μόλυνση εξωπνευμονικών οργάνων. Ωστόσο, η παρουσία ιικού RNA μπορεί να είναι σημαντική για την κλινική ασθένεια και τους σχετικούς μηχανισμούς. Η παρουσία ιικού RNA θα μπορούσε να είναι το αποτέλεσμα ενός ιού στο αίμα που μεταφέρεται συστημικά ή ιικού αντιγόνου που μεταφέρθηκε από κύτταρα που παρουσιάζουν αντιγόνο σε ανοσολογικά σημαντικούς ιστούς, όπως ο σπλήνας και ο μεσοθωρακικός λεμφαδένας. Η παρουσία ιικού RNA μπορεί να παίξει ρόλο στις ανοσολογικές αποκρίσεις και τη σχετική παθογένεση εντός αυτών των ιστών. Ως εκ τούτου, προχωρήσαμε στη διερεύνηση των αποκρίσεων του ξενιστή που σχετίζονται με το ανοσοποιητικό στους ιστούς που ήταν θετικοί για ιικό RNA. Αν και βρήκαμε ανοδική ρύθμιση των φλεγμονωδών γονιδίων και των γονιδίων ιντερφερόνης τύπου II σε όλους τους μη πνευμονικούς ιστούς, η πιο εντυπωσιακή απόκριση ήταν η αύξηση των ανοσοτροποποιητικών κυτοκινών στην καρδιά. Μέσα στην καρδιά, η ανάλυσή μας εντόπισε την αύξηση των κυτοκινών συμπεριλαμβανομένων των IL-10, IL-2, IL-4, IL{-5, IL-5R, IL{ {12}}, CD14 και CCR3 όπου ορισμένες μεταγραφές mRNA κυτοκίνης αυξήθηκαν 100- φορές. Αν και επιλεγμένες κυτοκίνες εδώ μπορούν να παραχθούν από διαφορετικά υποσύνολα Τ κυττάρων, η απουσία TGF-βήτα υποδηλώνει ότι η παρουσία Τ-ρυθμιστικών κυττάρων είναι λιγότερο πιθανή. Επιπλέον, η απουσία IL-13 μειώνει την πιθανότητα απόκρισης TH2. Εκτός από τα Τ-λεμφοκύτταρα, η αύξηση στη γονιδιακή έκφραση των IL-10, TNF και IL-6 θα μπορούσε να αποδοθεί σε μονοκύτταρα ή μακροφάγα[76]. Αυτό υποστηρίζεται περαιτέρω από την αύξηση του CD14[76]. Η έκφραση των IL-5, IL-5R, IL-4 και CCR3 υποδηλώνει επίσης την παρουσία ηωσινοφίλων[77]. Ένας μεγάλος αριθμός κλινικών μελετών έχει πλέον ανιχνεύσει καρδιακή συμμετοχή σεCOVID-19[78-84]. Στην πραγματικότητα, υπολογίζεται ότι περίπου το 30 τοις εκατό των ανθρώπων που έχουν αναρρώσει απόCOVID-19έχουν κάποιο είδος καρδιακής βλάβης85]. Μια γερμανική μελέτη 100COVID-19οι ασθενείς διαπίστωσαν ότι η φλεγμονή του μυοκαρδίου ήταν συχνή ακόμη και μήνες μετά την ανάρρωση απόSARS-CoV-2λοίμωξη[84]. Εντός της δοκιμασμένης κοόρτης, το 78 τοις εκατό των ασθενών παρουσίασαν συμπτώματα που σχετίζονται με την καρδιά, ανεξάρτητα από το βαθμόCOVID-19σοβαρότητα[84]. Τα μονοκύτταρα είναι μεταξύ των τύπων κυττάρων που είναι γνωστό ότι διεισδύουν στην καρδιά στη φλεγμονή του μυοκαρδίου, παράγοντας IL-10, IL-1βήτα, IL-6 και TNF [86], καθώς και IL-12[87,88], τα οποία όλα ρυθμίστηκαν προς τα πάνω στην καρδιά μετά τηνSARS-CoV-2ενοφθαλμισμός στην παρούσα μελέτη μας. Επιπλέον, ένα άλλο υποσύνολο καρδιακών θεμάτων που σχετίζονται μεCOVID-19έχει αποδοθεί σε ηωσινόφιλα με αποτέλεσμα ηωσινοφιλική μυοκαρδίτιδα[89]. Άλλοι ιοί είναι γνωστό ότι προκαλούν ηωσινοφιλική μυοκαρδίτιδα μετά από μόλυνση[90-93]. Αυτή η παθολογία συνήθως προκύπτει από τον ιό που μολύνει τους ιστούς της καρδιάς, για παράδειγμα, με λοίμωξη από τον ιό Coxsackie B3[94]. Η ηωσινοφιλική μυοκαρδίτιδα έχει διαγνωστεί σεCOVID-19ασθενείς, οπότε η αυτοψία ο καρδιακός ιστός παρουσίασε διήθηση φλεγμονωδών κυττάρων συμπεριλαμβανομένων λεμφοκυττάρων, μακροφάγων και κυρίως ηωσινόφιλων[89]. Σε αυτή την περίπτωση, η αύξηση των ηωσινόφιλων και η συνολική φλεγμονή στην καρδιά διαπιστώθηκε παρά την έλλειψη ζωντανού ιού στην καρδιά τη στιγμή του θανάτου[95]. Βρήκαμε στοιχεία στη μελέτη μας για την ηωσινοφιλική μυοκαρδίτιδα στην ιστοπαθολογία και επίσης την υπογραφή κυτοκίνης που βρέθηκε στην καρδιά. Είναι πιθανό στη μελέτη μας τα ηωσινόφιλα να οδηγούν σε φλεγμονώδη καρδιομυοπάθεια μέσω ανοδικής ρύθμισης της IL-4, η οποία αυξήθηκε όσον αφορά την έκφραση γονιδίων στις καρδιές των χάμστερ την ημέρα 8 μετά τον εμβολιασμό του SARS-CoV-2. Η αύξηση του καλίου και οι ελαφρές αυξήσεις της τρανσφεράσης της αλανίνης στο πλάσμα των μολυσμένων χάμστερ μπορεί επίσης να έχουν υποστηρίξει καρδιακή δυσλειτουργία. Έχοντας αυτό υπόψη, οι μηχανισμοί που ρυθμίζουν την καρδιακή βλάβη που σχετίζεται με τον COVID-19 δεν είναι ακόμη γνωστοί. Λαμβάνοντας υπόψη τον επιπολασμό της καρδιακής εμπλοκής σεCOVID-19ασθενείς, χρειάζεται περισσότερη έρευνα για την κατανόηση των μηχανισμών της νόσου. Εδώ έχουμε παράσχει στοιχεία ότι τα χάμστερ μπορεί να είναι χρήσιμα για την κατανόηση των καθοριστικών μηχανισμών της καρδιακής βλάβης κατά τη διάρκειαSARS-CoV-2λοίμωξη και αξιολόγηση θεραπευτικών μεθόδων για αυτήν την παθολογία.

Ανοσολογικά, οι αναλύσεις μας στον σπλήνα και στους μεσοθωρακικούς λεμφαδένες υποδηλώνουν την επαγωγή προσαρμοστικής ανοσίας. Ο μεσοθωρακικός λεμφαδένας εντόπισε μια αξιοσημείωτη διφασική ρύθμιση σε γονίδια που σχετίζονται με τα Τ κύτταρα, με ανοδική ρύθμιση στη γονιδιακή έκφραση των CD3, CD4, IL-2, IL-21, I-10, IL{ {6}}, IL-5 και IL-13 τις ημέρες 2 και 15. Αυτό το προφίλ υποδηλώνει πρώιμη παρουσίαση αντιγόνου εντός του λεμφαδένα παροχέτευσης λίγο μετά τη λοίμωξη του πνεύμονα από δενδριτικά κύτταρα, η οποία θα υποστηρίχθηκε την ημέρα 2 προς τα πάνω ρύθμιση της παραγωγής IL-12 στον λεμφαδένα [96,97]. Η μετανάστευση των δενδριτικών κυττάρων που οδηγεί σε ενεργοποίηση των Τ κυττάρων καταλήγει τελικά στην IL-2 που διεγείρει την ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό των Τ κυττάρων[98]. Τα επίπεδα σφαιρίνης στο αίμα την ημέρα 2 μετά τη μόλυνση σε μολυσμένα χάμστερ υποστηρίζουν επίσης την πρώιμη αντιγονική διέγερση. Η ανοδική ρύθμιση των IL-4, IL{-5 και IL{-13 υποδηλώνει μια λοξή απόκριση TH2[99]. Πρώιμες μελέτες έχουν δείξει ότι είναι ασυμπτωματικό ή ήπιοCOVID-19περιπτώσεις με ανοσολογική απόκλιση προς μια συστηματική TH2 που χαρακτηρίζεται από αυξήσεις της IL-4 και της IL-10[100]. Η IL-10, μια ρυθμιστική κυτοκίνη, ρυθμίστηκε επίσης προς τα πάνω την ημέρα 2 στη μελέτη μας. Τα δεδομένα μας υποδηλώνουν ότι τα ενεργοποιημένα Τ κύτταρα στρατολογούνται σε ιστούς με ζωντανή ιογενή λοίμωξη, όπως οι ρινικοί κόγχοι, όπου παρατηρήσαμε αύξηση στα γονίδια που σχετίζονται με τα Τ κύτταρα την 5η ημέρα μετά τον εμβολιασμό. Η δευτερογενής ανοδική ρύθμιση των γονιδίων στον λεμφαδένα την ημέρα 15 υποδηλώνει επίσης επέκταση των υποομάδων Τ κυττάρων. Ελλείψει μολυσματικών ιών αυτή τη στιγμή, αυτό θα μπορούσε να είναι μια αύξηση των υποομάδων Τ κυττάρων που συμβάλλουν άμεσα στην ανάπτυξη μιας απόκρισης μνήμης. Καθώς τα Τ κύτταρα κεντρικής μνήμης παράγουν επίσης IL-2[101] τα δεδομένα μας που δείχνουν αυξημένη IL-2 την ημέρα 15 μετά τον εμβολιασμό μπορεί να είναι ενδεικτικά της μνήμης των Τ κυττάρων. Το IL-21 ήταν το πιο ρυθμισμένο γονίδιο που σχετίζεται με τα Τ κύτταρα την ημέρα 15. Η IL-21 παράγεται κυρίως από βοηθητικά κύτταρα Τ-θυλακίων, ένα υποσύνολο που βοηθά τα βλαστικά κύτταρα Β του βλαστικού κέντρου[102], ιδιαίτερα τη λοξότητα του Β κύτταρα προς την ωρίμανση της συγγένειας και την ανάπτυξη της μνήμης. Ο δείκτης Β κυττάρων CD19 αυξήθηκε επίσης στον λεμφαδένα, με τη μέγιστη γονιδιακή έκφραση να εμφανίζεται την ημέρα 15. Αξιολογήθηκε μια μελέτη του 2021 από τους Lakshmanappa et al.SARS-CoV-2λοίμωξη σε μακάκους rhesus, αποκαλύπτοντας μια ισχυρή απόκριση Τ-λεμφοκυττάρων στον μεσοθωρακικό λεμφαδένα με συγκεκριμένες αυξήσεις στο CD4, καθώς και δείκτες Τ ωοθυλακίων βοηθητικών κυττάρων CD28 και CXCR5[103]. Είναι πιθανό η αυξημένη έκφραση γονιδίου Τ κυττάρων που παρατηρήθηκε στη μελέτη μας να είναι επίσης ενδεικτική μιας απόκρισης του βλαστικού κέντρου. Μια αυξημένη συστηματική απόκριση των Τ κυττάρων έχει επίσης παρατηρηθεί σε ασθενείς με SARS-CoV-2 που αναρρώνουν και αναπτύσσουν μακροπρόθεσμη μνήμη [97,104]. Η βαθύτερη ανάλυση με αυξημένους δείκτες των αντιδράσεων του βλαστικού κέντρου για την αξιολόγηση των λεμφαδένων θα ήταν επωφελής για τις μελέτες εμβολίων.

Η αυξημένη δραστηριότητα των λεμφαδένων θα μπορούσε επίσης να είναι ενδεικτική της παθογένεσης. Ο λεμφαδένας ήταν το μόνο μη αναπνευστικό όργανο όπου εντοπίστηκε ο ζωντανός ιός. Ζωντανή ιογενής λοίμωξη του λεμφαδένα, καθώς και της σπλήνας, έχει παρατηρηθεί σε ανθρώπους που υπέκυψαν σεSARS-CoV-2[105].Σε μια μελέτη των Kaneko et al., δείγματα ανθρώπινων λεμφαδένων και σπλήνας από νεκρούςCOVID-19οι ασθενείς δεν είχαν BCL6 συν Β κύτταρα καθώς και ολόκληρα βλαστικά κέντρα γενικά. Οι συγγραφείς υπέθεσαν ότι αυτό ήταν η αιτία της κακής χυμικής ανταπόκρισηςSARS-CoV-2[106]. Εφόσον εντοπίσαμε μια ισχυρή απόκριση εξουδετερωτικού αντισώματος που ανιχνεύθηκε την 8η ημέρα μετά τη μόλυνση, η οποία συνέπεσε με μείωση της αποβολής του ιού, είναι πιο πιθανό ότι ο ζωντανός ιός που βρέθηκε στους λεμφαδένες της μελέτης μας ήταν ενδεικτικός λειτουργικών αποκρίσεων Β κυττάρων και αντιδράσεις του βλαστικού κέντρου.

Ο σπλήνας έδειξε επίσης εξέχουσες ανοσολογικές αποκρίσεις που χαρακτηρίζονται από αυξήσεις στη γονιδιακή έκφραση γραμμικά από την ημέρα 8 έως την ημέρα 15. Αυτή η όψιμη ανοδική ρύθμιση συσχετίζεται με τυπική εμπλοκή του σπλήνα με την ανοσοαπόκριση σε παθογόνα που θα εμφανιζόταν μετά την ενεργοποίηση σε τοπικούς κόμβους παροχέτευσης[107]. Ο σπλήνας, ένα λεμφικό όργανο, ενεργοποιεί επίσης τα Τ και Β κύτταρα ως απόκριση στο ιικό αντιγόνο. Η υψηλή γονιδιακή έκφραση των CD3, CD4, IL-2 και I-21 υποδηλώνει ότι τα Τ-ωοθυλακικά κύτταρα καθώς και δραστηριότητα Β-λεμφοκυττάρων που εξαρτάται από το βλαστικό κέντρο, όπως είδαμε στον λεμφαδένα[108]. Επιπλέον, η απόκριση στον σπλήνα μπορεί να είναι συνέπεια της ιαιμίας, όπου τα πλασματοκυτταροειδή δενδριτικά κύτταρα (pDCs) εμπλέκονται στην αναγνώριση ιικού αντιγόνου μέσω TLR7 και TLR9 για CD8 συν Τ κύτταρα και ενεργοποίηση Τ(ΝΚΤ) κυττάρων φυσικού φονέα. Και οι δύο αυτοί τύποι κυττάρων λειτουργούν στην εκκαθάριση των μολυσμένων από ιό κυττάρων μετά την ενεργοποίηση στον σπλήνα από IFN-βήτα και IL-12 [109], οι οποίες αυξήθηκαν στο μοντέλο μας, μαζί με το CD8.IL-12 , IL-10 και CD14 ρυθμίστηκαν προς τα πάνω στη σπλήνα των μολυσμένων χάμστερ, υποδεικνύοντας πιθανώς τη φαγοκυτταρική δραστηριότητα των μακροφάγων[110,111]. Επίσης, τα έμφυτα λεμφοειδή κύτταρα (ILC) στον σπλήνα υποστηρίζουν την επισκευή του ιστού ως απόκριση σε τραυματισμό και παράγουν IL-5 και IL-13[112]. Συνολικά, αυτή η μεταγενέστερη απόκριση στον σπλήνα δείχνει τη λειτουργία ανακύκλωσης του σπλήνα, καθώς και την πιθανή ενεργοποίηση των λεμφοκυττάρων για μακροπρόθεσμες αποκρίσεις μνήμης.

Το παχύ έντερο παρουσίασε ελάχιστη ρύθμιση των κυτοκινών που αξιολογήθηκαν, με αξιοσημείωτη εξαίρεση τα I-5, IL-5R και CCR3. Η έκφραση και των τριών αυτών γονιδίων αυξήθηκε σημαντικά τις ημέρες 2 έως 15 με μέγιστη αλλαγή 74 για την IL-5, σε σχέση με την αρχική τιμή την ημέρα 8. Η IL-5 εκκρίνεται κυρίως από τον τύπο 2 Τ -βοηθητικά κύτταρα και ηωσινόφιλα[113]. Δεδομένων των χαμηλότερων επιπέδων γονιδιακής έκφρασης άλλων γονιδίων που σχετίζονται με Th2, όπως η IL-4 και η IL{-13, και η αύξηση των γνωστών δεικτών ηωσινόφιλων IL-5R και CCR3, είναι πιθανό IL{ {18}} παράγεται κυρίως από ηωσινόφιλα τα οποία μπορούν να φανούν στην ιστολογική μας ανάλυση του παχέος εντέρου. Τα ηωσινόφιλα παίζουν άμεσο ρόλο στην αντιική άμυνα, όπως αποδεικνύεται από τις RNases στους κόκκους τους και έχουν συσχετιστεί με την κάθαρση άλλων αναπνευστικών ιών[114,115]. Μεγάλος αριθμός ηωσινόφιλων βρίσκονται επίσης στο γαστρεντερικό σωλήνα[116]. Στη μελέτη μας, το παχύ έντερο των μολυσμένων χάμστερ δεν εμφάνιζε ζωντανούς ιούς. Το παχύ έντερο ήταν, ωστόσο, θετικό γιαSARS-CoV-2ιικό RNA τις ημέρες 2 και 5 μετά τον εμβολιασμό, εύρημα σύμφωνο με τους Sia et al., οι οποίοι παρατήρησαν επίσης vRNA στο κόλον απουσία φλεγμονώδους απόκρισης[20]. Έως και 20 τοις εκατό τωνCOVID-19Οι ασθενείς αναφέρουν γαστρεντερικά συμπτώματα όπως διάρροια[39,117] με ιούς να αποβάλλονται στα κόπρανα[118]. Αυτό θα μπορούσε να εξηγηθεί από τη μείωση των ηωσινόφιλων που έχουν αναφερθεί σε περιπτώσεις σοβαρώνCOVID-19[119-121]. Η αύξηση της έκφρασης του γονιδίου IL-5 από τα ηωσινόφιλα θα μπορούσε να συμβάλει στην αντιική κατάσταση του παχέος εντέρου, αποτρέποντας έτσι τη μόλυνση. Απαιτείται περαιτέρω έρευνα για να επιβεβαιωθεί ο ακριβής τύπος κυττάρου που οδηγεί σε αυτήν την αυξημένη απόκριση IL-5.

Στη μελέτη μας διερευνήσαμε επίσης τη χημεία του αίματος τουSARS-CoV-2μολυσμένα συριακά χάμστερ. Προσδιορίσαμε ένα εύρος αναφοράς χρησιμοποιώντας μη μολυσμένα χάμστερ από τη ζωική μας πηγή, καθώς και συγκρίναμε τις μετρήσεις με δημοσιευμένα εύρη αναφοράς για χάμστερ, ειδικά για χάμστερ της Συρίας[122]. Ορισμένοι προαναλυτικοί παράγοντες που μπορεί να επηρεάσουν τη χημεία του αίματος των ζώων μας πριν από τη μόλυνση που πρέπει να ληφθούν υπόψη για ανάλυση περιλαμβάνουν το επίπεδο στρες που μπορεί να υποστούν τα ζώα καθώς και το αναισθητικό ισοφλουράνιο που χρησιμοποιείται κατά τη λήψη αίματος, το οποίο μπορεί να αλλάξει τη χημεία του αίματος. Έχει αποδειχθεί ότι τα επίπεδα γλυκόζης, ALT, ALP και ανόργανου φωσφόρου ήταν σημαντικά υψηλότερα σε αρουραίους που λάμβαναν ισοφλουράνιο και άλλα αναισθητικά που δεν αναφέρονται εδώ[123]. Στη μελέτη μας για μολυσμένα με SARS-CoV-2 χάμστερ, ένα από Οι πιο αξιοσημείωτες αλλαγές μετά τη μόλυνση περιελάμβαναν τις συγκεντρώσεις καλίου που αυξήθηκαν με την πάροδο του χρόνου. Το κάλιο, το οποίο είναι μια βάση, δρα ως ρυθμιστικό για την ανταλλαγή του Υδρογόνου(Η')(οξύ) όταν ένας ασθενής βρίσκεται σε όξινη κατάσταση. Δεδομένου ότι η οξέωση του αίματος μπορεί να προκληθεί από αλλαγές στην αναπνευστική λειτουργία, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι τα χάμστερ που εμφάνισαν σημάδια πνευμονίας/αναπνευστικής δυσχέρειας (υποδηλώνουν αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) που κατακρατείται (ή αποβάλλεται λιγότερο) και λιγότερο οξυγόνο ( Ο2) που λαμβάνεται λόγω μειωμένης κυψελιδικής λειτουργίας) θα εισέρχεται σε όξινη κατάσταση που οδηγεί σε αύξηση του καλίου στο αίμα. Όσον αφορά τα χαμηλότερα επίπεδα λευκωματίνης σε σύγκριση με το εύρος αναφοράς μας, θα αναμενόταν ότι η λευκωματίνη θα αυξανόταν ως απόκριση στην έκφραση φλεγμονώδους κυτοκίνης. Είναι πιθανό τα χαμηλότερα επίπεδα αλβουμίνης να οφείλονται στη χρήση ισοφλουρανίου που έχει αποδειχθεί προηγουμένως[122-124]. Όσον αφορά τη γλυκόζη με την πάροδο του χρόνου, τα περισσότερα από τα μολυσμένα ζώα είχαν αύξηση στη συγκέντρωση γλυκόζης υποδηλώνοντας στρες που προκαλείται από κορτιζόλη, διέγερση που προκαλείται από επινεφρίνη ή δυσρύθμιση στην παραγωγή ινσουλίνης ή στην αλληλεπίδραση έκκρισης/υποδοχέα. Συνοπτικά, το πιο ενδιαφέρον εύρημα αυτής της ανάλυσης ήταν η πρόταση για μειωμένα επίπεδα οξυγόνου που σχετίζονται με αυξημένα επίπεδα καλίου. Αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η παρακολούθηση του καλίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον εντοπισμό της πνευμονίας κατά τη διάρκεια της περιόδου τηςCOVID-19μελέτες σε ζώα. Προχωρώντας προς τα εμπρός, αυτή η εργασία μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία τιμών αναφοράς για το μοντέλο λοίμωξης από SARS-CoV-2 του συριακού χάμστερ και να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της θεραπείας στη ζωή.

Η μελέτη μας προσφέρει σημαντικές πληροφορίες γιαSARS-CoV-2μόλυνση καιCOVID-19ρύθμιση της νόσου. Τα προκλινικά μοντέλα αποτελούν τον ακρογωνιαίο λίθο της βιοϊατρικής έρευνας που προσφέρουν τη δυνατότητα πειραματικής απομόνωσης μηχανισμών ασθενειών και αξιολόγησης πιθανών ιατρικών αντιμέτρων, συμπεριλαμβανομένων ανοσοτροποποιητικών φαρμάκων, αντιικών και εμβολίων. Οπως καιSARS-CoV-2Εμφανίστηκε για πρώτη φορά, είχαμε περιορισμένη κατανόηση των μηχανισμών παθογένεσης, δεν εντοπίσαμε θεραπευτικά ή προφυλακτικά, και κανένα προκλινικό μοντέλο που να αξιοποιεί την ανακάλυψη ιατρικών αντίμετρων. Από την εποχή της εμφάνισης του ιού, έχουν γίνει τεράστια άλματα ειδικά στην ανάπτυξη προκλινικών μοντέλων, αλλά η κατανόησή μαςCOVID-19και οι πολλές του εκδηλώσεις είναι ακόμη περιορισμένες. Η μελέτη μας επιβεβαίωσε τον ιικό τροπισμό και την αναπνευστική παθολογία που είχαν προηγουμένως εντοπιστεί στο δικό μαςSARS-COV-2μελέτες χάμστερ, αλλά ήταν επίσης σε θέση να επεκτείνουμε την κατανόησή μας για τη ρύθμιση του ανοσοποιητικού συστήματος και την παθογένεση εντός της αναπνευστικής οδού και πέρα ​​από αυτήν.

βιβλιογραφικές αναφορές

1. Zhuang Pinghui JW. Πνευμονία Wuhan: πώς εκτυλίχθηκε η αναζήτηση για την πηγή της μυστηριώδους ασθένειας South China Morning Post 2020. Διαθέσιμο από: https://www.scmp.com/news/china/society/article/ 3046233/Wuhan-pneumonia-how-search -πηγή-μυστήριο-αρρώστια-ξεδιπλώθηκε.

2. Cucinotta D, Vanelli M. Δηλώνει ο ΠΟΥCOVID-19μια πανδημία. Acta Biomed. 2020; 91(1):157–60. Epub 2020/03/20. https://doi.org/10.23750/abm.v91i1.9397 PMID: 32191675.

3. Petrosillo N, Viceconte G, Ergonul O, Ippolito G, Petersen E.COVID-19, SARS και MERS: σχετίζονται στενά; Clin Microbiol Infect. 2020; 26(6):729–34. Epub 2020/04/03. https://doi.org/10.1016/j. cmi.2020.03.026 PMID: 32234451; PubMed Central PMCID: PMC7176926.

4. Ιατρική JHU. Coronavirus Resource Center 2021. Διαθέσιμο από: https://coronavirus.jhu.edu/.

5. Marshall M. Η διαρκής δυστυχία των ταξιδιωτών από τον κορωνοϊό. Φύση. 2020; 585(7825):339–41. Epub 2020/09/16. https://doi.org/10.1038/d41586-020-02598-6 PMID: 32929257.

6. Gupta A, Madhavan MV, Sehgal K, Nair N, Mahajan S, Sehrawat TS, et al. Εξωπνευμονικές εκδηλώσεις τουCOVID-19. Nat Med. 2020; 26(7):1017–32. Epub 2020/07/12. https://doi.org/10.1038/s41591- 020-0968-3 PMID: 32651579.

7. Nikolich-Zugich J, Knox KS, Rios CT, Natt B, Bhattacharya D, Fain MJ.SARS-CoV-2καιCOVID-19σε ενήλικες μεγαλύτερης ηλικίας: τι μπορούμε να περιμένουμε σχετικά με την παθογένεση, τις ανοσολογικές αποκρίσεις και τα αποτελέσματα. Γεροεπιστήμη. 2020; 42(2):505–14. Epub 2020/04/11. https://doi.org/10.1007/s11357-020-00186-0 PMID: 32274617; PubMed Central PMCID: PMC7145538.

8. Ο ΟΠΟΙΟΣ. Πληροφορίες για παρόχους παιδιατρικής υγειονομικής περίθαλψης 2021. Διαθέσιμο από τη διεύθυνση: https://www.cdc.gov/ coronavirus/2019-ncov/hcp/pediatric-hcp.html.

9. Fu Y, Cheng Y, Wu Y. ΚατανόησηSARS-CoV-2-Μεσολαβούμενες φλεγμονώδεις αντιδράσεις: Από τους μηχανισμούς στα πιθανά θεραπευτικά εργαλεία. Virol Sin. 2020; 35(3):266–71. Epub 2020/03/04. https://doi.org/ 10.1007/s12250-020-00207-4 PMID: 32125642; PubMed Central PMCID: PMC7090474.

Σημείωση:τα παραπάνω δεν είναι πλήρης λίστα αναφοράς