Wspólne przeziębienia w dzieciństwie pomagają chronić przed COVID-19

W najnowszym badaniu opublikowanym w Proceedings of the National Academy of Sciences naukowcy ocenili związek między krzyżowo reagującymi na ciężki ostry zespół oddechowy koronawirusem 2 (SARS-CoV-2) generacjami komórek T CD4+ a wiekiem. Ponieważ reakcje immunologiczne przeciwko SARS-CoV-2 stwierdzono w próbkach zebranych przed pandemią choroby koronawirusowej 2019 (COVID-19), kliniczne znaczenie wcześniej istniejących komórek T reagujących na SARS-CoV-2 jest szeroko dyskutowane. Nadal jednak nie wiadomo, czy wiek wpływa na potencjał funkcjonalny tych krzyżowo reaktywnych komórek T. Wraz ze specyficznymi dla SARS-CoV-2 komórkami CD4+ T pamięci (m), w badaniach stwierdzono również korelację pomiędzy krzyżowo reagującymi komórkami CD4+ T pamięci, jak również niedawnym zakażeniem ludzkim wirusem CoV (hCoV) ze zmniejszonym nasileniem COVID-19. W obecnym badaniu badacze postawili hipotezę, że jakość funkcjonalna wcześniej istniejących komórek T reagujących na SARS-CoV-2 może wpływać na ich potencjalne korzyści w odniesieniu do wieku. W obecnym badaniu naukowcy zbadali specyficzne dla HCoV-OC43 i istniejące wcześniej odpowiedzi immunologiczne SARS-CoV-2. HCoV-OC43 jest powszechnym ludzkim koronawirusem, który powoduje łagodne do umiarkowanych choroby układu oddechowego, takie jak przeziębienia i zapalenie oskrzeli. Aby zbadać związek między sezonową reaktywnością SARS-CoV-2 i specyficznymi dla OC43 odpowiedziami komórek T, zespół uzyskał próbki krwi przed i po pandemii COVID-19 od SARS-CoV-2-seronegatywnych, nieszczepionych ochotników do października 2020 r. Używając megapoli peptydowych, zbadano odpowiedzi komórek T wywoływane przeciwko OC43 i regionom błony wirusowej (M), nukleokapsydowi (N) i kolcowi (S). Następnie badacze sprawdzili, czy specyficzne dla antygenu odpowiedzi komórek T mCD4+ miały porównywalne cechy funkcjonalne. Cechy komórek T mCD4+ analizowano oceniając ekspresję związaną z markerami funkcjonalnymi, w tym interferonem (IFN)-gamma, interleukiną (IL)-2, czynnikiem martwicy nowotworów (TNF), granzymem B (GzmB) i CD107a. Zespół podzielił osoby seronegatywne wobec SARS-CoV-2 na dwie kohorty w zależności od wieku jako osoby dorosłe w wieku poniżej 60 lat i 60 lat lub więcej. Następnie porównano odporność komórkową i humoralną zgłaszaną przez przedpandemiczną grupę dzieci składającą się z dopasowanych próbek w wieku 2 i 6 lat z odpornością dorosłych w wieku poniżej 60 lat. Zespół ocenił cechy fenotypowe i funkcjonalne odpowiednich komórek T pamięci CD4+ zmieniających się wraz z wiekiem od wczesnego dzieciństwa do późnej dorosłości. Testy FluoroSpot i AIM (activation-induced marker) wykryły specyficzne dla OC43 odpowiedzi komórek T przeciwko białkom N i S SARS-CoV-2, chociaż odpowiedzi specyficzne dla M były znacznie mniejsze. Większość odpowiedzi komórek T reagujących na SARS-CoV-2 była skierowana przeciwko regionowi S, podczas gdy odpowiedzi wywołane przeciwko regionom M i N były znacznie niższe. Wykorzystując jednoczesne mapowanie obejmujące indywidualne odpowiedzi komórek T przeciwko SARS-CoV-2 i OC43, odnotowano łącznie 56 wcześniej nieopisanych immunogennych peptydów w białkach N, M i S OC43. Poziomy przeciwciał wytworzonych przeciwko OC43, wirusowi Epsteina-Barr (EBV), rinowirusowi, wirusowi grypy i innym HCoV były porównywalne u wszystkich pacjentów, podobnie jak odpowiedzi komórek T zgłoszone przeciwko puli peptydów cytomegalowirusa (CMV) oraz CMV, EBV i grypy (CEF). U dorosłych w wieku 60 lat i starszych, wielkości związane ze specyficznymi dla OC43 komórkami T mCD4+ w odpowiedzi na regiony N i S były znacznie zmniejszone, chociaż niższa częstotliwość odnotowana dla komórek T mCD4+ reagujących na SARS-CoV-2 nie wykazywała istotności statystycznej. Zespół zaobserwował również, że większość dzieci nabyła przeciwciała przeciwko OC43 w wieku dwóch lat i nie było istotnych statystycznie różnic między zakresem odpowiedzi humoralnej OC43 w wieku dwóch i sześciu lat oraz w okresie dorosłości. Odpowiedzi humoralne obserwowane przeciwko rinowirusom i beta-koronawirusom HKU1 wzrastały znacząco od wieku dwóch lat do dorosłości, podczas gdy odpowiedzi przeciwko alfa-koronawirusom poprawiały się wybitnie między wiekiem dwóch i sześciu lat oraz między wiekiem sześciu lat a dorosłością. Podobny trend odnotowano również w przypadku odpowiedzi humoralnych przeciwko antygenom kontrolnym grypy i EBV. Między drugim a szóstym rokiem życia istotnie wzrosła zdolność mCD4+ komórek T specyficznych dla OC43 S do generowania IL-2, IFN-Ɣ i TNF. Jednocześnie zespół zauważył, że wysoki poziom ekspresji CD38 obserwowany w wieku dwóch lat również uległ zmniejszeniu. Mediany poziomów ekspresji CD38 u sześciolatków wobec OC43 S i N oraz SARS-CoV-2 S były nadal większe niż u dorosłych. Od dzieciństwa do dorosłości wzrosła ekspresja CD226, receptora aktywującego. Jednocześnie spadła ekspresja immunoreceptora komórek T z immunoglobuliną G i domeną hamującą tyrozyny (TIGIT), jego hamującego odpowiednika. Liczba dawców mających komórki T mCD4+, które reagowały na białka SARS-CoV-2 i OC43 S i / lub N, zmniejszyła się znacznie między osobami w wieku sześciu lat a 60 lat i więcej. Ponadto reakcje przeciwko SARS-CoV-2 zmniejszyły się znacząco pomiędzy osobami w wieku 6 lat i 60 lat i więcej. Zespół odkrył również odwrotny związek między częstością mCD4+ T komórek specyficznych dla OC43 N- i S a wiekiem we wszystkich próbkach uzyskanych od osób w wieku 6 lat przez cały okres dorosłości. Wyniki badań wykazały, że wiele dwulatków ma wysoko funkcjonujące komórki T mCD4+, które skutecznie krzyżowo rozpoznawały SARS-CoV-2. Te komórki T wyróżniały się wysokimi poziomami CD38 i brakiem cząsteczek koinhibicyjnych. Zdolności funkcjonalne i częstotliwość takich istniejących wcześniej komórek T spadały po 6 roku życia, szczególnie u osób starszych. We wszystkich kohortach wiekowych funkcjonalna zdolność do krzyżowo reagującej odporności na SARS-CoV-2 w odpowiedzi na region S była silnie skorelowana z jednocześnie zdefiniowanymi OC43 specyficznymi odpowiedziami komórek T mCD4+. Naukowcy uważają, że te odkrycia okażą się istotne dla COVID-19 i wyników immunizacji oraz innych chorób wywoływanych przez istniejące i przyszłe wirusy.

Odkrycie koronawirusa z XVI wieku we Francji

W najnowszym badaniu opublikowanym w International Journal of Infectious Diseases, naukowcy przeprowadzili testy paleoserologiczne na próbkach miazgi zębowej szkieletów wydobytych z opactwa Saint-Pierre w miejscowości Baume-Les-Messieurs we Francji. Odkryli aminokwasowe dowody na istnienie starożytnego betakoronawirusa z XVI wieku. Ciężki ostry zespół oddechowy koronawirus 2 (SARS-CoV-2), który spowodował pandemię choroby koronawirusowej 2019 (COVID-19), jest najnowszym w linii kilku koronawirusów, które wywołały epidemie w różnych momentach i spowodowały śmiertelność, choć nie na skalę śmiertelności związaną z COVID-19. Koronawirus zespołu ostrej niewydolności oddechowej (SARS-CoV) i koronawirus zespołu oddechowego Bliskiego Wschodu (MERS-CoV) wystąpiły odpowiednio w latach 2002-2003 i 2012-2020, pochłaniając ponad 700 i 800 ofiar. Koronawirusy były wykrywane w próbkach hodowli komórkowych górnych dróg oddechowych od lat 60. XX wieku, a kilka badań ujawniło związane z ludźmi alfa i beta-koronawirusy oraz związane ze zwierzętami koronawirusy, które mają podobny genom kwasu rybonukleinowego (RNA) zawierający geny kodujące nukleokapsyd i białka kolców. Przeciwciała przeciwko koronawirusom wykryto również u pięciu żołnierzy, którzy zginęli we Francji podczas pierwszej wojny światowej w 1914 roku. Szkielety wydobyte z opactwa Saint-Pierre stanowiły kolejną okazję do zrozumienia starożytności ludzkich koronawirusów (HCoV). W obecnym badaniu naukowcy wykorzystali miazgę zębową z zębów i żuchwy 10 z 12 szkieletów znalezionych na terenie wykopalisk w Baume-Les-Messieurs. Szkielety zostały zidentyfikowane jako należące do mężczyzn w wieku od 30 do 60 lat. Zbieranie, przechowywanie i obróbka próbek miazgi dentystycznej zostały przeprowadzone w zakładzie, który wcześniej nie pracował z próbkami SARS-CoV, co zapewniło, że wyniki nie były wynikiem zanieczyszczenia krzyżowego. Datowanie radiowęglowe przeprowadzono również na próbkach zębów pochodzących ze szkieletów dwóch osób. Badacze zapewnili, że podczas obchodzenia się z próbkami i ich przetwarzania przestrzegano najbardziej rygorystycznych środków, aby zapewnić, że starożytne próbki nie zostały zanieczyszczone materiałem pochodzącym ze współczesnych próbek. Ekstrakcja białek została przeprowadzona dla połączonych próbek miazgi zębowej od każdego osobnika, aby uzyskać roztwór paleoserum, który następnie został wykorzystany do testu blot w celu wykrycia przeciwciał specyficznych dla różnych patogenów. Linie komórkowe, takie jak Vero E6, HCT-8 i MRCC-5 zostały zaszczepione betakoronawirusami SARS-CoV-2 i HCoV-OC43 oraz alfakoronawirusem (HCoV-229E) w celu wytworzenia specyficznych antygenów, które zostały następnie zweryfikowane za pomocą reakcji łańcuchowej polimerazy z odwrotną transkrypcją (RT-PCR) i immunoblottingu zachodniego. Te antygeny, wraz z mlekiem chudym jako kontrolą negatywną i antygenem z Staphylococcus aureus jako kontrolą pozytywną, zostały użyte do testów blot. Próbki, które były seropozytywne dla przeciwciał przeciwko koronawirusom, były dalej przetwarzane w celu wykrycia starożytnych peptydów przy użyciu spektrometrii mas i podejścia metaproteomicznego. Wyniki analiz paleoserologicznych i paleoproteomicznych ujawniły, że próbki miazgi zębowej pobrane z dwóch szkieletów odkrytych w Opactwie Saint-Pierre zawierały trzy sekwencje peptydowe obejmujące łącznie 36 aminokwasów, które wskazywały na obecność koronawirusa. Co więcej, badania paleoserologiczne odnotowały również odpowiedź immunologiczną w tych próbkach przeciwko antygenom z dzisiejszego SARS-CoV-2 i alfakoronawirusa HCoV-229E. Osoby te pochodziły z około XVI wieku, a analizy paleoantropologiczne sugerowały, że zmarły one po 30 roku życia. Próbki uzyskane ze szkieletów pozostałych ośmiu osobników nie dały pozytywnych testów na obecność przeciwciał koronawirusowych. Jednak brak danych patologicznych utrudnił stwierdzenie, czy koronawirus spowodował ciężką chorobę lub śmiertelność u tych dwóch osobników. Wykorzystanie miazgi zębowej, o której wiadomo, że zawiera zachowane elementy krwi, takie jak immunoglobuliny i peptydy patogenów, pozwoliło na wykrycie starożytnego koronawirusa, który nie ma żadnych znanych współczesnych przedstawicieli i jest bardzo różny od SARS-CoV-2 lub innych współczesnych ludzkich koronawirusów. Ponadto analiza innych dowodów faunistycznych z wykopalisk wskazała, że osobnicy ci wchodzili w bliskie interakcje ze zwierzętami takimi jak świnie, bydło, jelenie, drób i psy, o których sądzono, że są siedliskiem koronawirusów mogących zarażać ludzi. Ogólnie rzecz biorąc, wyniki badań proteomicznych i serologicznych sugerują, że początki ludzkich koronawirusów sięgają kolejnych trzech stuleci, a dowody paleoproteomiczne i archeozoologiczne sugerują istnienie starożytnego odzwierzęcego koronawirusa, który zainfekował dwie osoby będące w bliskim kontakcie z udomowionymi i dzikimi ssakami oraz drobiem.