Bilgi

Virüsün enfektivitesi ve hücre füzyon yeteneği arasındaki fark. (KOVİD 19)

Virüsün enfektivitesi ve hücre füzyon yeteneği arasındaki fark. (KOVİD 19)



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

COVID-19 ile ilgilenen bir hesaplamalı kimyagerim.

Fiziksel bir kimyager olarak, biyoloji için temel bilgi eksikliğim var.

'Enfektivite' ve 'membran füzyon aktivitesi' arasındaki fark nedir?

Korona virüsü için enfeksiyonun membran(hücre) füzyonuna eşit olduğunu düşündüm, ama bu yanlış bir fikir gibi görünüyor.

Okuduğunuz için teşekkürler!


Çalışma bulguları, kritik viral proteini hedef alan antikorların oranından etkilenen COVID-19 şiddeti

SARS-CoV-2'ye karşı bağışıklık tepkilerine ilişkin kapsamlı bir araştırma, hafif hastalığı, viral spike proteinini hedef alan nispeten yüksek antikor seviyeleriyle ilişkilendiriyor. Ancak tüm antikorlar aylar içinde azalır.

Scott Boyd tarafından ortaklaşa yazılan bir araştırma, şiddetli COVID-19'lu kişilerin, virüsün iç kabuğundaki proteinleri hedef alan antikorlardan daha düşük oranda koronavirüsün spike proteinini hedef alan antikorlara sahip olduğunu buldu.
Steve Fisch

Stanford Medicine'deki araştırmacılar tarafından yapılan yeni bir araştırmaya göre, COVID-19 antikorları, hafif COVID-19 vakalarında ağır vakalara göre tercihen virüsün farklı bir bölümünü hedef alıyor ve enfeksiyondan sonraki birkaç ay içinde önemli ölçüde azalıyor.

Bulgular, hastalığın seyri ile hastanın bağışıklık tepkisi arasındaki yeni bağlantıları tanımlıyor. Ayrıca, insanların yeniden enfekte olup olmayacağı, önceki enfeksiyonu tespit etmek için yapılan antikor testlerinin pandeminin kapsamını hafife alıp alamayacağı ve koruyucu bir bağışıklık tepkisini sürdürmek için aşıların düzenli aralıklarla tekrarlanması gerekip gerekmediği konusunda endişeleri dile getiriyorlar.

Patoloji doçenti Scott Boyd, "Bu, asemptomatikten ölümcüle kadar tüm hastalık şiddeti yelpazesindeki insanlarda SARS-CoV-2'ye karşı antikor immün yanıtına ilişkin bugüne kadarki en kapsamlı çalışmalardan biridir" dedi. . "Birden fazla zaman noktasını ve numune türünü değerlendirdik ve ayrıca hasta nazofaringeal sürüntü ve kan örneklerinde viral RNA seviyelerini analiz ettik. Bu hastalığa ilk büyük resimden bakışlardan biri. ”

Çalışma, şiddetli COVID-19'lu kişilerin, virüsün iç kabuğundaki proteinleri hedef alan antikorlara kıyasla, insan hücrelerine girmek için virüs tarafından kullanılan spike proteini hedef alan antikor oranının daha düşük olduğunu buldu.

Boyd, 7 Aralık'ta yayınlanan çalışmanın kıdemli yazarlarından biridir. Bilim İmmünoloji. Diğer kıdemli yazarlar, Benjamin Pinsky, MD, PhD, patoloji doçenti ve Peter Kim, PhD, Virginia ve D. K. Ludwig Biyokimya Profesörüdür. Baş yazarlar araştırma bilimcisi Katharina Röltgen, PhD doktora sonrası akademisyenler Abigail Powell, PhD ve Oliver Wirz, PhD ve klinik eğitmen Bryan Stevens, MD.

Virüs ACE2 reseptörüne bağlanır

Araştırmacılar, Stanford Health Care'de rutin testler veya mesleki sağlık taraması yoluyla tanımlanan veya COVID-19 semptomlarıyla bir Stanford Health Care kliniğine gelen asemptomatik, hafif veya şiddetli COVID-19'lu 254 kişi üzerinde çalıştı. Semptomları olan kişilerden 25'i ayakta, 42'si yoğun bakım dışında, 37'si yoğun bakımda tedavi edildi. Çalışmadaki yirmi beş kişi hastalıktan öldü.

SARS-CoV-2, yüzeyindeki spike protein adı verilen bir yapı aracılığıyla insan hücrelerine bağlanır. Bu protein, ACE2 adı verilen insan hücreleri üzerindeki bir reseptöre bağlanır. Bağlanma, virüsün hücreye girmesine ve enfekte etmesine izin verir. İçeri girdikten sonra virüs, genetik materyalini kaplayan bir iç kabuğu ortaya çıkarmak için dış kabuğunu değiştirir. Kısa süre sonra virüs, daha sonra diğer hücrelere bulaşmak üzere serbest bırakılan daha fazla viral partikülü yaymak için hücrenin protein yapma mekanizmasını devreye sokar.

Spike proteini tanıyan ve ona bağlanan antikorlar, ACE2'ye bağlanma yeteneğini bloke ederek virüsün hücrelere bulaşmasını engellerken, diğer viral bileşenleri tanıyan antikorların viral yayılmayı önlemesi pek olası değildir. Mevcut aşı adayları, bir bağışıklık tepkisini uyarmak için spike proteinin kısımlarını kullanır.

Boyd ve meslektaşları, üç tip antikorun (IgG, IgM ve IgA) seviyelerini ve hastalık ilerledikçe ve hastalar iyileştikçe veya hastalandıkça viral spike proteinini veya virüsün iç kabuğunu hedef alan oranları analiz ettiler. Ayrıca nazofaringeal örneklerde ve hastalardan alınan kanda viral genetik materyal düzeylerini ölçtüler. Son olarak, bir laboratuvar kabında spike proteinin ACE2'ye bağlanmasını önlemede antikorların etkinliğini değerlendirdiler.

Boyd, "Önceki çalışmalar enfeksiyona karşı genel antikor yanıtını değerlendirmiş olsa da, bu antikorların hedeflediği viral proteinleri karşılaştırdık." Dedi. "Hastalığın ciddiyetinin, diğer koruyucu olmayan viral hedeflere kıyasla, spike proteinin alanlarını tanıyan antikorların oranıyla ilişkili olduğunu bulduk. Hafif hastalığı olan insanlar daha yüksek oranda anti-spike antikorlarına sahip olma eğilimindeydi ve hastalıklarından ölenlerde virüsün diğer kısımlarını tanıyan daha fazla antikor vardı.”

Bağışıklık yanıtında önemli değişkenlik

Bununla birlikte, araştırmacılar, çalışma bir grup hasta arasındaki eğilimleri belirlemesine rağmen, bireysel hastalar, özellikle ciddi hastalığı olanlar tarafından oluşturulan bağışıklık tepkisinde hala önemli değişkenlik olduğuna dikkat çekiyor.

Boyd, "Antikor tepkilerinin birinin sonucunun tek belirleyicisi olması muhtemel değildir" dedi. “Ağır hastalığı olan kişilerden bazıları ölür, bazıları iyileşir. Bu hastaların bazıları güçlü bir bağışıklık tepkisi geliştirirken, diğerleri daha ılımlı bir tepkiye sahiptir. Yani, başka birçok şey oluyor. Bağışıklık sisteminin başka dalları da söz konusudur. Sonuçlarımızın korelasyonları belirlediğini ancak nedenselliği kanıtlamadığını belirtmek önemlidir.”

Diğer çalışmalarda olduğu gibi, araştırmacılar asemptomatik ve hafif hastalığı olan kişilerin genel olarak ağır hastalığı olanlara göre daha düşük antikor seviyelerine sahip olduğunu bulmuşlardır. İyileşmeden sonra, IgM ve IgA seviyeleri, semptomların başlangıcından veya tahmini enfeksiyon tarihinden yaklaşık bir ila dört aylık bir süre boyunca çoğu hastada sürekli olarak düşük veya saptanamayan seviyelere düştü ve IgG seviyeleri önemli ölçüde düştü.

Boyd, "Bu, soğuk algınlığına neden olmak için topluluklarımızda düzenli olarak dolaşan diğer koronavirüslerde görülenlerle oldukça tutarlı" dedi. “Birinin bir yıl içinde veya bazen daha erken bir zamanda yeniden enfekte olması nadir değildir. SARS-CoV-2 aşısına karşı bağışıklık tepkisinin, doğal enfeksiyonun neden olduğu bağışıklık tepkisinden daha güçlü mü yoksa daha uzun süre devam edip etmediği görülecektir. Daha iyi olması oldukça olası. Ancak hala cevaplanması gereken birçok soru var.”

Boyd, COVID-19'a karşı bağışıklık tepkisini incelemek için ülkenin en büyük koordineli araştırma çabalarından biri olan Ulusal Kanser Enstitüsü SeroNet Serolojik Bilimler Ağı'nın eş başkanıdır. Stanford'daki SeroNet'te SARS-CoV-2'ye karşı bağışıklık mekanizmaları ve süresi hakkında kritik soruları ele alan Center of Excellence'ın baş araştırmacısıdır.

"Örneğin, birisi zaten enfekte olmuşsa, aşı yaptırmalı mı? Eğer öyleyse, bunlara nasıl öncelik verilmelidir?” dedi Boyd. “Aşılı popülasyonlarda seroprevalans çalışmalarını nasıl uyarlayabiliriz? Aşıdan kaynaklanan bağışıklık, doğal enfeksiyonun neden olduğu bağışıklıktan nasıl farklı olacaktır? Ve bir aşı ne kadar süreyle koruyucu olabilir? Bunların hepsi çok ilginç, önemli sorular.”

Çalışmanın diğer Stanford ortak yazarları, ziyaret eden patoloji eğitmeni Catherine Hogan, MD doktora sonrası akademisyenler Javaria Najeeb, PhD ve Ana Otrelo-Cardoso, PhD tıp asistanı Hannah Wang, MD araştırma bilimcisi Malaya Sahoo, PhD araştırma uzmanı ChunHong Huang, PhD araştırma bilimcisi Fumiko Yamamoto laboratuvar direktörü Monali Manohar, PhD kıdemli klinik laboratuvar bilimcisi Justin Manalac Tho Pham, MD, patoloji klinik yardımcı doçenti tıp arkadaşı Arjun Rustagi, MD, PhD Angela Rogers, MD, tıp yardımcı doçenti Nigam Shah, PhD, tıp profesörü Catherine Blish, MD, PhD, tıp profesörü Jennifer Cochran, PhD, biyomühendislik başkanı ve profesörü Theodore Jardetzky, PhD, yapısal biyoloji profesörü James Zehnder, MD, patoloji ve tıp profesörü Taia Wang, MD, PhD, yardımcı doçent tıp ve mikrobiyoloji ve immünoloji kıdemli araştırmacı bilim adamı Balasubramanian Narasimhan, PhD patoloji eğitmeni Saurabh Gomba r, MD, PhD Robert Tibshirani, PhD, biyomedikal veri bilimi ve istatistik profesörü ve Kari Nadeau, MD, PhD, tıp ve pediatri profesörü.

Çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüleri (RO1AI127877, RO1AI130398, 1U54CA260517, T32AI007502-23, U19AI111825 ve UL1TR003142), Crown Family Foundation, Stanford Anne ve Çocuk Sağlığı Araştırma Enstitüsü, İsviçre Ulusal Bilim Vakfı ve bir Coulter tarafından desteklenmiştir. COVID-19 Hızlı Müdahale ödülü.

Boyd, Röltgen, Kim ve Powell, SARS-CoV-2 antikorları için serolojik testlerle ilgili geçici patent başvuruları yaptılar.


COVID-19#039'un Enfektivitesi ve Viral Yükü Nedir?

SARS-CoV-2'nin biyolojisiyle ilgili temel soruları yanıtlamak neden bu kadar zor?

COVID-19 pandemisi yayıldıkça, insanların bilinçli sağlık hizmetleri ve kamu politikası kararları alabilmek için COVID-19'a neden olan virüs olan SARS-CoV-2 hakkındaki temel gerçekleri anlamaları gerektiği ortaya çıktı. Son zamanlarda iki temel virolojik kavram çok dikkat çekti – SARS-CoV-2'nin “bulaşıcı dozu” ve “viral yükü”.

İnfluenza virologları olarak bunlar, solunum yolu virüsü enfeksiyonlarını ve bulaşmasını incelerken sıklıkla düşündüğümüz kavramlardır.

'Bulaşıcı doz' nedir?

Enfeksiyöz doz, bir enfeksiyon oluşturmak için gereken virüs miktarıdır. Virüse bağlı olarak, insanların en az 10 virüs parçacığına (örneğin grip virüsleri için) veya diğer insan virüslerinin enfekte olması için binlercesine kadar maruz kalması gerekir.

Bilim adamları, enfeksiyonu tetiklemek için kaç tane SARS-CoV-2 virüs parçacığına ihtiyaç olduğunu bilmiyorlar. COVID-19 açıkça çok bulaşıcıdır, ancak bunun nedeni enfeksiyon için az sayıda partikülün gerekli olması (bulaşıcı doz düşük) veya enfekte olmuş kişilerin çevrelerine çok fazla virüs salması olabilir.

'Viral yük' nedir?

Viral yük, bir hastadan alınan bir test örneğindeki belirli bir virüsün miktarıdır. COVID-19 için bu, hastadan alınan bir nazofaringeal sürüntüde kaç viral genomun tespit edildiği anlamına gelir. Viral yük, bir virüsün enfekte bir kişide ne kadar iyi çoğaldığını yansıtır. Bir hasta sürüntüsünde tespit edilen yüksek SARS-CoV2 viral yükü, hastada çok sayıda koronavirüs partikülünün bulunduğu anlamına gelir.

Yüksek viral yük, daha yüksek şiddetli pnömoni veya ölüm riski ile bağlantılı mı?

Sezgisel olarak, ne kadar çok virüs o kadar kötü hastalık demek mantıklı olabilir. Ama gerçekte durum daha karmaşıktır.

Orijinal SARS veya grip vakasında, bir kişinin hafif semptomlar veya zatürre geliştirip geliştirmediği, yalnızca akciğerlerinde ne kadar virüs olduğuna değil, aynı zamanda bağışıklık tepkilerine ve genel sağlıklarına da bağlıdır.

Şu anda, SARS-CoV-2 viral yükünün bize kimin şiddetli zatürreye yakalanacağını söyleyip söyleyemeyeceği belli değil. The Lancet'teki iki çalışma, daha şiddetli pnömoni geliştiren kişilerin, hastaneye ilk kabul edildiklerinde ortalama olarak daha yüksek viral yüklere sahip olma eğiliminde olduklarını bildirdi.

Bu çalışmalar ayrıca, daha şiddetli hastalığı olan hastalarda viral yüklerin daha fazla gün boyunca daha yüksek kaldığını bildirmiştir. Bununla birlikte, fark dramatik değildi ve benzer viral yüklere sahip insanlar hem hafif hem de şiddetli hastalık geliştirmeye devam ettiler.

Tabloyu daha da karmaşıklaştıran diğer çalışmalar, bazı asemptomatik hastaların COVID-19 semptomları olan hastalara benzer viral yüklere sahip olduğunu buldu. Bu, viral yükün tek başına hastalık sonucunun açık bir göstergesi olmadığı anlamına gelir.

Bir başka yaygın soru, enfeksiyon üzerine daha yüksek bir virüs dozu almanın - örneğin, sağlık çalışanlarının deneyimi gibi, enfekte olmuş bir kişiye uzun süre maruz kalma yoluyla - daha ciddi hastalığa neden olup olmayacağıdır. Şu anda, durumun böyle olup olmadığını bilmiyoruz.

Yüksek viral yük, virüsü başkalarına geçirme yeteneğini arttırır mı?

Genel olarak, solunum yollarınızda ne kadar çok virüs varsa, nefes verirken veya öksürürken o kadar çok salıverirsiniz, ancak çok sayıda kişiden kişiye değişiklik vardır. Birden fazla çalışma, hastaların teşhis edildikleri anda koronavirüsün en yüksek viral yüküne sahip olduğunu bildirmiştir.

Bu, hastaların COVID-19'u hastalıklarının başlangıcında veya hatta hasta olduklarını bilmeden önce daha etkili bir şekilde ilettikleri anlamına gelir. Bu kötü bir haber. Sağlıklı görünen ve sağlıklı hisseden kişilerin virüsü başkalarına bulaştırabileceği anlamına gelir.

SARS-CoV-2 için virüs miktarlarıyla ilgili temel soruları yanıtlamak neden zor?

Normalde, bizim gibi araştırmacılar, bir virüsün özelliklerini, hayvan modellerinde yapılan yüksek düzeyde kontrollü deneysel çalışmaların ve hastalardan elde edilen epidemiyolojik gözlemlerin bir kombinasyonundan belirler.

Ancak SARS-CoV-2 yeni bir virüs olduğundan, araştırma topluluğu kontrollü deneyler yapmaya yeni başlıyor. Bu nedenle, elde ettiğimiz tüm bilgiler, hepsi farklı şekillerde enfekte olmuş, farklı altta yatan sağlık koşullarına sahip ve farklı yaşlarda ve her iki cinsiyette olan hastaları gözlemlemekten geliyor. Bu çeşitlilik, yalnızca gözlemsel verilerden herkes için geçerli olacak güçlü sonuçlar çıkarmayı zorlaştırıyor.

Viral yükler ve bulaşıcı doz konusundaki belirsizlik bizi nerede bırakıyor?

Viral yükleri ve bulaşıcı dozu incelemek, sağlık hizmeti sağlayıcıları için daha iyi kararlar almak için muhtemelen önemli olacaktır. Geri kalanımız için, hastaların viral yükünden veya SARS-CoV-2 bulaşıcı dozundan bağımsız olarak, virüsün kişiden kişiye verimli bir şekilde bulaştığı açık olduğundan, herhangi bir miktarda virüse maruz kalmayı azaltmak en iyisidir.

Mevcut sosyal mesafe uygulamaları ve kapalı alanlarda insan gruplarıyla sınırlı temas, SARS-CoV-2'nin bulaşmasını azaltacaktır. Ayrıca yüz maskelerinin kullanılması, presemptomatik ve asemptomatik bireylerden salınan virüs miktarını azaltacaktır. Bu yüzden evde kalın ve güvende kalın.

[Koronavirüs ve en son araştırmalar hakkında gerçekleri öğrenin. The Conversation'ın bültenine kaydolun.]

Bu makale, Creative Commons lisansı altında The Conversation'dan yeniden yayınlanmıştır. Orijinal makaleyi okuyun.


COVID-19 koronavirüs artışı bulaşıcılık ayrıntılarını tutar

Virüsün hücre giriş araçlarının nasıl çalıştığına dair birkaç yeni bulgu, aşıların, antikorların, antivirallerin ve diğer terapötiklerin tasarımını hızlandırabilir.

COVID-19 atipik pnömoniye neden olan yeni koronavirüsü taçlandıran sivri uçlar, hücrelere nasıl bağlandıklarını, kaynaştıklarını ve giriş kazandıklarını ifşa ediyor. Spike mimarisinin ve mekaniğinin analizi, virüsün güvenlik açıklarını tespit ediyor ve bu virüse karşı önlemlerin keşfedilmesini sağlayabilecek diğer bilgileri ortaya çıkarıyor.

Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi ve Fred Hutchinson Kanser Araştırma Enstitüsü'ndeki bir araştırma ekibi, bu çabada kriyo-elektron mikroskobu ve diğer araştırma yöntemlerini kullanıyor. SARS-CoV-2 başak proteininin yapısını ve işlevini ve bunların hem enfeksiyon hem de bağışıklık tepkileriyle ilgili kimyasal bağlanma afinitelerini belirlemeye yardımcı oluyorlar ve böylece virüsün hücrelere girişini engellemek için fikirler elde ediyorlar.

Çoklu bulguları, biyoloji için bir ön baskı sunucusu olan bioRxiv'de 20 Şubat'ta bir ön rapor olarak yayınlandı. Baş yazarlar, yakın zamanda doktora sonrası araştırmacı olan Alexandra C. “Lexi” Walls ve bir araştırma bilimcisi olan Young-Jun Park'tır. Her ikisi de raporun kıdemli yazarı ve UW Tıp Fakültesi'nde biyokimya yardımcı doçenti David Veesler'in laboratuvarında koronavirüs çalışmaları yürütüyor.

Veesler, "Ani yükseliş, viral giriş söz konusu olduğunda işin bir parçası" dedi. "Yalnızca konakçı hücre yüzeyine bağlanmaktan değil, aynı zamanda enfeksiyonun başlamasına izin vermek için viral ve konak hücre zarlarını kaynaştırmaktan da sorumludur. Sivri uç aynı zamanda antikorları nötralize etmenin ana hedefidir, bu nedenle aşı ve terapötik tasarım için çok önemlidir."

Seattle araştırmacıları, hastalık patlak vermesinden kısa bir süre sonra yeni koronavirüsün sivri yapısını ve işlevini yorulmadan incelerken, geçtiğimiz birkaç yıl içinde, SARS (Şiddetli Akut) hastalıklarına neden olan türler de dahil olmak üzere diğer ciddi koronavirüsler üzerinde benzer spike çalışmaları yaptılar. Solunum Sendromu) ve MERS (Orta Doğu Solunum Sendromu). Ayrıca yarasada barınan Hendra ve Nipah henipavirüslerinde bağlanma ve füzyon proteinlerini de incelerler.

Son araştırmalarındaki bir bulgu, SARS-CoV ve SARS-CoV-2 tarafından hücresel füzyonu engelleyen çapraz nötralize edici antikorların saptanması ve bu antikorların aşılama yoluyla ortaya çıkarılabileceğiydi.

Veesler, "İlgili SARS koronavirüslerinde sivri proteinler tarafından ortaya çıkan antikorların, bu yenisiyle enfeksiyonu nötralize etmesi, antikorları bulmak ve bu koronavirüs grubunu bloke edebilecek aşılar tasarlamak için önemli bir adımdır." Dedi. Bunlar, birkaç SARS-CoV benzeri patojene karşı geniş koruma sağlayabilir.

Grubu ayrıca, hücre yüzeyi reseptörü olan anjiyotensin dönüştürücü enzim 2'nin (ACE2) yeni koronavirüs tarafından tanındığını ve insan hücrelerine erişim noktası olarak hizmet ettiğini gösterdi. Bu aynı zamanda SARS-CoV için de alıcıdır. Araştırma sonuçları, insan ACE2'sinin yeni virüs için işlevsel bir reseptör olduğunu gösteren diğer bilimsel ekipler tarafından yakın zamanda bildirilen bazı benzer bulgularla uyumludur.

Önceki çalışma, insan ACE2 reseptörleri için yüksek bir afiniteye neden olan spike protein adaptasyonunun, SARS benzeri koronavirüs hastalığının ciddiyeti ile ilişkili olabileceğini öne sürdü. Ekip, SARS-CoV-2'nin en az SARS-CoV kadar ACE2'ye bağlandığını gösterdi. Bu bulgu, yeni koronavirüsün insanlar arasında verimli bir şekilde yayılmasını açıklamaya yardımcı olabilir. Diğer birçok koronavirüste olduğu gibi, yeni virüs de muhtemelen rezervuarı olan bir hayvandan, büyük olasılıkla bir yarasa türünden kaynaklanmıştır. Daha sonra muhtemelen farklı bir ara hayvan türü aracılığıyla virüs insanlara sıçradı ve insanlar arasında bulaşabilir hale geldi. Yeni koronavirüs hastalığının kesin kökeni henüz kesin olarak belirlenmemiştir.

Araştırmacılar, yeni koronavirüs spike proteininin yapısını yakından inceleyerek, onu SARS ile ilgili diğer koronavirüslerden ayıran bir şeyi ortaya çıkardılar. Walls, araştırma ekibinin yeni ortaya çıkan koronavirüste spike proteinin iki alt birimi arasındaki sınırda beklenmedik bir şekilde bir furin bölünme bölgesi bulduğunu söyledi. Bu farkın, yeni koronavirüsün bulaşabileceği hücre türlerini genişletip genişletmediği veya son derece patojenik kuş gribi virüslerine benzer bir şekilde bulaşabilirliğini artırıp artırmadığı henüz bilinmiyor.

Bir bütün olarak, bu haftaki makalede bildirilen sonuçlarda yer alan ayrıntılar, yeni koronavirüsün viral kodunu insan hücrelerine iletmedeki etkinliğini ve insanlar arasında hızlı bulaşmasını açıklamaya yardımcı olabilir.


Koronavirüs yapısı araştırmacısı Lexi Walls, bir biyokimya laboratuvarında.

Şu anda, yeni koronavirüse yönlendirilebilecek önleyici veya onaylanmış, spesifik tedaviler (deneysel tedaviler dışında) yoktur.

Walls, “Nihai hedefimiz, çalışmamızın şu anda var olmayan bir aşı, antiviral veya herhangi bir terapiye bir adım olarak katkıda bulunabilmesi olacaktır” diyen Walls, ekibinin bilimsel çabalarının harika bir şey olabilmesinin harika olacağını da sözlerine ekledi. insanlara bu şekilde yardımcı olma yolunda adım atın.

Veesler, Walls and Park ve ekipteki diğerlerini, koronavirüs araştırma alanının ilerlemesine katkıda bulunmak ve mevcut durumu ele almak için “geçen ay boyunca bu şaşırtıcı sonuçları elde etmek için laboratuvarda günde neredeyse 24 saat çalışan harika bilim adamları” olarak nitelendirdi. halk sağlığı acil durumu.

Parks, saatlerin uzun olduğunu kabul etti, ancak bunun bir önemi yoktu çünkü laboratuvarda, salgının ortasında hastaların yüzleşmek zorunda kaldıkları tarafından motive edildi.

"Biz ve diğer laboratuvarların bu virüsle mücadele etmek için yaptığımız şey ve gelecekteki koronavirüslerin ortaya çıkması ve yayılması, vahşi yaşamda bulunan diğer virüsler için geçerli olabilir. Sadece buna hazırlıklı olmak için çalışmalıyız,” dedi Veesler.

Bu çalışma, Ulusal Genel Tıp Bilimleri Enstitüleri (R01GM120553), Ulusal Alerji ve Enfeksiyon Hastalıkları Enstitüleri (HHSN272201700059C), Pew Biomedical Scholars Ödülü ve Burroughs Wellcome Fund, the Open'dan Enfeksiyon Hastalıkları Patogenezinde Araştırmacılar Ödülü tarafından desteklenmiştir. Hayırseverlik Vakfı ve Pasteur Enstitüsü.

Araştırmacılar, rekabet halindeki finansal çıkarları olmadığını beyan ettiler.


Çalışma, SARS-CoV-2'nin yarasalardan insanlara sıçramasını sağlamış olması muhtemel genetik değişiklikleri tanımlıyor.

At nalı yarasalar. Kredi: Flickr'da oryantalizasyon

Cambridge Üniversitesi'ni içeren ve Pirbright Enstitüsü tarafından yönetilen yeni bir çalışma, SARS-CoV-2'de (COVID-19'a neden olan virüs) yarasalardan insanlara sıçramadan sorumlu olabilecek önemli genetik değişiklikleri tanımladı ve kuruldu. hangi hayvanlarda virüsün hücrelerine en etkili şekilde girmesine izin veren hücresel reseptörler bulunur.

Tanımlanan genetik adaptasyonlar, 2002-2003 SARS salgınına neden olan SARS-CoV tarafından yarasalardan insanları enfekte etmek için adapte edildiğinde yapılanlara benziyordu. Bu, bu virüs ailesinin hayvanlardan insanlara atlamak için mutasyona uğradığı ortak bir mekanizma olabileceğini düşündürmektedir. Bu anlayış, hayvanlarda dolaşan, insanları enfekte etmek için adapte olabilen (zoonozlar olarak bilinir) ve potansiyel olarak bir pandemik tehdit oluşturan virüsleri tanımlamak için gelecekteki araştırmalarda kullanılabilir.

"Bu çalışma, başak protein değişikliklerinin farklı vahşi, çiftlik hayvanları ve refakatçi hayvanların hücrelerine virüs girişini nasıl etkilediğini araştırmak için bulaşıcı olmayan, güvenli bir platform kullandı. Çalışmaya katılan Cambridge Üniversitesi Patoloji Bölümü'nden Dr. Stephen Graham, önümüzdeki aylarda" dedi.

2002-2003 SARS salgınında, bilim adamları, virüsün insanları enfekte etmek için adapte olduğu düşünülen hem yarasalarda hem de misk kedilerinde yakından ilişkili izolatları tanımlayabildiler. Bununla birlikte, mevcut COVID-19 salgınında bilim adamları, ara konağın kimliğini henüz bilmiyorlar veya analiz etmek için benzer örneklere sahipler. Ancak, SARS-CoV-2 genomuyla yüzde 96 benzerlik paylaşan RaTG13 adlı ilgili bir yarasa koronavirüsü dizisine sahipler. Yeni çalışma, her iki virüsün sivri proteinlerini karşılaştırdı ve birkaç önemli farklılık belirledi.

SARS-CoV-2 ve diğer koronavirüsler, örneğin ACE2 gibi yüzey reseptörlerine bağlanarak hücrelere giriş sağlamak için spike proteinlerini kullanır. Bir kilit ve anahtar gibi, spike proteini hücrenin reseptörlerine uyacak şekilde doğru şekilde olmalıdır, ancak her hayvanın reseptörleri biraz farklı bir şekle sahiptir, bu da spike proteinin bazılarına diğerlerinden daha iyi bağlandığı anlamına gelir.

SARS-CoV-2 ve RaTG13 arasındaki bu farklılıkların SARS-CoV-2'nin insanlara adaptasyonuna dahil olup olmadığını incelemek için bilim adamları bu bölgeleri değiştirdiler ve ortaya çıkan bu spike proteinlerin insan ACE2 reseptörlerine ne kadar iyi bağlandığını incelediler. canlı virüs kullanmayı içerir.

Sonuçlar, dergide yayınlandı PLOS Biyoloji, RaTG13 bölgelerini içeren SARS-CoV-2 sivri uçlarının insan ACE2 reseptörlerine etkili bir şekilde bağlanamadığını gösterirken, SARS-CoV-2 bölgelerini içeren RaTG13 sivri uçlarının, düzenlenmemiş SARS ile aynı seviyede olmasa da insan reseptörlerine daha verimli bir şekilde bağlanabildiğini gösterdi. -CoV-2 başak proteini. Bu potansiyel olarak, SARS-CoV-2 başak proteinindeki benzer değişikliklerin tarihsel olarak meydana geldiğini ve virüsün tür bariyerini atlamasında önemli bir rol oynamış olabileceğini gösterir.

Araştırmacılar ayrıca SARS-CoV-2 spike proteininin 22 farklı hayvandan ACE2 reseptörlerine bağlanıp bağlanamayacağını da araştırdı ve bunlardan hangisinin enfeksiyona duyarlı olabileceğini tespit etti. Yarasa ve kuş reseptörlerinin SARS-CoV-2 ile en zayıf etkileşimi yaptığını gösterdiler. Yarasa reseptörlerine bağlanma eksikliği, SARS-CoV-2'nin muhtemelen bir ara konak aracılığıyla yarasalardan insanlara sıçradığında spike proteinini adapte ettiğine dair kanıtlara ağırlık katıyor.

Köpek, kedi ve sığır ACE2 reseptörleri, SARS-CoV-2 spike proteini ile en güçlü etkileşimciler olarak tanımlandı. Reseptör bağlanması, farklı hayvan türleri arasında viral bulaşmada yalnızca ilk adım olmasına rağmen, hücrelere etkin giriş, enfeksiyonun bu hayvanlarda daha kolay kurulabileceği anlamına gelebilir.

Graham, "Geçen yıl Danimarka vizon çiftliklerindeki salgınlarda gördüğümüz gibi, hangi hayvanlara SARS-CoV-2 bulaşabileceğini ve viral başak proteinindeki mutasyonların farklı türleri enfekte etme yeteneğini nasıl değiştirdiğini anlamak çok önemli" dedi.

Bir hayvanın enfeksiyona duyarlılığı ve daha sonra başkalarına bulaştırma yeteneği, SARS-CoV-2'nin hücrelerin içinde bir kez çoğalıp çoğalamayacağı ve hayvanın virüsle savaşma yeteneği de dahil olmak üzere bir dizi faktöre bağlıdır. Çiftlik hayvanları ve refakatçi hayvanların insanlardan kaynaklanan COVID-19 enfeksiyonuna açık olup olamayacağını ve bu hastalık için rezervuar görevi yapıp yapamayacağını anlamak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.


Doğal seçilim

Doğa, hayatta kalma ve üreme yeteneklerine göre çeşitli bireyler arasından seçim yapar - ister avcılardan kaçan avlar, ister bağışıklık sisteminden kaçan virüsler olsun. Çevreden gelen bu seçici baskı, bir organizma popülasyonunu uyum sağlamaya ve doğal seçilim yoluyla evrimi yönlendirmeye zorlayabilir.

Birkaç çalışma, kronik olarak enfekte olmuş kişilerde SARS-CoV-2 varyantlarının evrimini izlemiştir. Bu gibi durumlarda, araştırmacılar her hastadan örnekler aldı ve ortaya çıktıkça yeni mutantların varlığını tespit etmek için viral gen havuzundaki dizileri okudu. Bilim adamları, tekrarlanan örnekleme ve sıralama yoluyla, doğal seçilim için hammadde sağlayacak varyantları belirlediler.

Ann Arbor'daki Michigan Üniversitesi'nden Adam Lauring tarafından yönetilen bir çalışmada, 60 yaşındaki bir erkeğin, bağışıklık sisteminin B hücrelerinin antikor üretmesini önleyen lenfoma kanseri - lenf düğümleri kanseri öyküsü anlatıldı.

Dört ay boyunca, bağışıklığı baskılanmış hasta, Coronavirüs Hastalığı nedeniyle üç kez hastaneye girip çıktı ve bu uzun süreli enfeksiyon, sabit bir mutasyon birikimini mümkün kıldı. Viral popülasyonda 93 ve 106. günler arasında dokuz mutasyon yaygınlaştı (veya "sabitlendi").

Adamın tekrar tekrar hastaneye yatırılması, virüs partiküllerini dökmeye devam edeceği için diğer hastaları Covid riski altına soktu. Michigan araştırmasının sonuçlandırdığı gibi, "Bu vaka, kalıcı parçalayıcılar ve bulaşma kaynakları olarak hareket edebilen bağışıklığı baskılanmış konakçıların yönetimindeki zorlukları vurgulamaktadır."

Cambridge Üniversitesi'nde Ravindra Gupta tarafından yönetilen bir başka çalışma, 70'lerinde bağışıklığı baskılanmış bir adamın tedavisi sırasında SARS-CoV-2'nin evrimini izledi. Hastanın viral gen havuzu 101 gün boyunca 23 kez dizilendi, böylece mutasyonların akıbeti detaylı olarak takip edilebildi. Remdesivir (etkili değil) ve Covid'den iyileşen birinden antikor içeren nekahat eden plazma ile tedavi edildi.

Nekahat tedavisi, D796H mutasyonuna sahip bir varyantın ortaya çıkmasına ve koronavirüslerin bir hücreye girmek için kullandığı spike proteininde iki amino asidin (ΔH69/ΔV70) silinmesine yol açtı. Araştırmaya göre, bu mutant, hastanın varyantları arasındaki rekabetin ardından baskın varyant haline geldi - doğal seçilim yoluyla evrim.

Cambridge çalışması ayrıca, D796H mutasyonunun başak proteinlerini eşleşen bir antikor tarafından nötralize edilmeye daha az duyarlı hale getirdiğini, ancak istilacı hücrelerde daha az etkili olduğunu göstermek için yapay virüsler kullandı, oysa ΔH69/ΔV70 silme, virüsün bağlanma yeteneğini geri yükleyerek telafi ediyor gibiydi. bir hücrenin yüzeyi.

İlginç bir şekilde, ΔH69/ΔV70, vahşi tip virüse kıyasla %50-70 daha yüksek bulaşıcılığa sahip gibi görünen B.1.1.7 varyantında da silinmiştir. Bu nedenle, bağışıklığı baskılanmış hastada olduğu gibi, silme işlemi, varyantı daha bulaşıcı hale getirdiği ve yayıldığı için doğal seçilim tarafından tercih edilmiş olabilir.

Oxford Üniversitesi'nden Tanya Golubchik liderliğindeki bir araştırmaya dayanarak, iyi haber şu ki Coronavirüs'e yardımcı olabilecek mutasyonlar çok nadiren ortaya çıkıyor. 1313 İngiliz insanında genetik çeşitliliği ölçmek için dizilemeyi kullanan araştırmaya göre, çoğu insan farklı varyantlar taşıyordu - ancak kişi başına sadece bir veya iki.

Oxford araştırması aynı evde - düzenli temas halinde olan kişiler arasındaki bulaşmayı da inceledi ve çoğu varyantın yayılmadan önce kaybolduğunu buldu. Bu sonuç, potansiyel olarak tehlikeli yeni mutasyonların büyük çoğunluğunun, bağışıklık sistemi tarafından yok edilen evrimsel çıkmaz sokaklar olduğunu gösteriyor.

İçinizdeki ortam - insan vücudu - Coronavirüs için çok sert olabilir.


COVID-19 Mutasyona Geçiyor ve Bir Scripps Araştırma Çalışması, Coronavirüsün Daha Bulaşıcı Olabileceğini Ortaya Çıkardı

COVID-19 pandemisi Amerika Birleşik Devletleri'nde ve tüm dünyada yayılmaya devam ederken, yeni araştırmalar SARS-CoV-2 koronavirüsü içinde gelmekte olan bir genetik mutasyonun onu olduğundan çok daha tehlikeli hale getirebileceğini öne sürüyor. Bu bulgunun COVID-19 testi yapan klinik laboratuvarlar ve laboratuvar ortamında COVID-19 için testler geliştiren ve üreten teşhis (IVD) şirketleri.

D614G adı verilen mutasyon, koronavirüse, hücrelere tutunma ve hücrelere bulaşma yeteneğini artıracak daha güçlü sivri uçlar sağlayacaktır. Bu, Jüpiter, Fla.'daki Scripps Araştırma Enstitüsü'nde (Scripps) yürütülen ve mutasyona uğramış bir koronavirüsün orijinal türden 10 kat daha bulaşıcı olabileceğini bulan bir araştırmaya göre.

Scripps Araştırması, İmmünoloji ve Mikrobiyoloji Bölümü Profesörü ve çalışmanın kıdemli yazarı Hyeryun Choe, "Bu mutasyona sahip virüsler, kullandığımız hücre kültürü sisteminde mutasyonu olmayanlardan çok daha bulaşıcıydı" dedi. haber bülteni.

Scripps Research'te İmmünoloji Bölümü eş başkanı ve profesör olan Choe ve Michael Farzan, "SARS-Cov-2 Spike Proteinindeki D614G Mutasyonu S1 Dökülmesini Azaltır ve Enfektiviteyi Artırır" başlıklı çalışmanın ortak yazarıdır. Çalışmaları şu anda akran incelemesindedir ve bioRxiv'den indirilebilir.

Daha Esnek ve Güçlü Bir Koronavirüs Gelebilir

Araştırmacılar, mutasyonu içeren koronavirüs parçacıklarının, mutasyonu olmayan parçacıklardan dört ila beş kat daha fazla işlevsel sivri uçlara sahip olma eğiliminde olduğunu buldular. Sivri uçlar, virüsün hücrelere daha kolay bağlanmasını sağlar. Araştırma, viral yüzeydeki fonksiyonel sivri uçların sayısı ne kadar fazlaysa, koronavirüsün esnekliği ve potensinin de o kadar büyük olduğunu gösteriyor.

In the Scripps news release, Farzan said, “more flexible spikes allow newly made viral particles to navigate the journey from producer cell to target cell fully intact, with less tendency to fall apart prematurely.

“Over time, it has figured out how to hold on better and not fall apart until it needs to,” he added. “The virus has, under selection pressure, made itself more stable.”

The image above, taken from the Scripps Research news release, shows “a cryogenic electron microscope image of a SARS-CoV-2 spike protein side view, the S1 section of the spike is shown in green and the S2 portion is shown in purple. This unique two-piece system has shown itself to be relatively unstable. A new mutation has appeared in the viral variant most common in New York and Italy that makes this spike both more stable and better able to infect cells.” (Graphic and caption copyright: Andrew Ward lab, Scripps Research.)

Mutation Makes SARS-CoV-2 Coronavirus ‘Much More Stable’

The two Scripps scientists have studied coronaviruses for nearly 20 years and performed extensive research on the Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) outbreak that occurred in 2003. They noted that there is a difference between spike proteins of SARS, an earlier strain of coronavirus, and the new SARS-CoV-2 strain.

The protein spikes of both strains were originally tripod shaped. However, the spikes of the SARS-CoV-2 coronavirus are divided into two different segments: S1 and S2. According to the published study: “The S1domain mediates receptor binding, and the S2 mediates downstream membrane fusion.”

This feature originally produced unstable spikes, but with the D614G mutation, the tripod breaks less frequently, which makes more of the spikes fully functional and the virus more infectious.

“Our data are very clear, the virus becomes much more stable with the mutation,” Choe said in the news release.

Is COVID-19 Spread Due to ‘Founder Effect’

The scientists also examined whether the spread of COVID-19 could have been the result of the “Founder Effect,” which is seen when a small number of variants fan out into a wide population by chance. Could the founder effect explain why COVID-19 outbreaks in some areas of the world were more severe than others? The researchers believe their data definitively answered that question.

“There have been at least a dozen scientific papers talking about the predominance of this mutation,” Farzan said. “Are we just seeing a founder effect? Our data nails it. It is not the founder effect.”

Hyeryun Choe, PhD (left), and Michael Farzan, PhD (right), scientists at Scripps Research explained that their research was performed using engineered viruses and that their observations of the virus and its mutation may not translate to increased transmissibility when a virus attaches to a host outside the lab. COVID-19 and its mutation appear to be relatively stable and are mutating at a rate slower than that of the seasonal flu, which may be critical factors in the development of a vaccine. (Photos copyright: Scripps Research.)

Findings Raise ‘Interesting’ Questions about the COVID-19 Coronavirus

Nevertheless, the two scientists are curious about some of their findings. “Our data raise interesting questions about the natural history of SARS-CoV-2 as it moved presumably from horseshoe bats to humans. At some point in this process, the virus acquired a furin-cleavage site, allowing its S1/S2 boundary to be cleaved in virus-producing cells. In contrast, the S1/S2 boundary of SARS-CoV-1, and indeed all SARS-like viruses isolated from bats, lack this polybasic site and are cleaved by TMPRSS2 or endosomal cathepsins in the target cells.

“In summary, we show that an S protein mutation that results in more transmissible SARS-CoV-2 also limits shedding of the S1 domain and increases S-protein incorporation into the virion. Further studies will be necessary to determine the impact of this change on the nature and severity of COVID-19,” the Scripps researchers concluded.

However, not all Scripps researchers agreed with the conclusions of Choe and Farzan’s research.

NS Times of Israel reported that Kristian Andersen, PhD, a professor in the Department of Immunology and Microbiology, Scripps California Campus, told the New York Times that “other analyses of virus variants in labs had not found significant differences in infection rates.”

“That’s the main reason that I’m so hesitant at the moment,” Andersen said. “Because if one really was able to spread significantly better than the other, then we would expect to see a difference here, and we don’t.”

Times of Israel also reported that “In late May researchers in University College London said their studies of the genomes of more than 15,000 samples had not shown one strain being more infectious than others.”

So, the jury’s out. Nonetheless, clinical laboratory leaders will want to remain vigilant. A sudden increase in COVID-19 infection rates will put severe strain on already strained laboratory supply chains.


Somatic hypermutation

A key difference between the mutation of antibodies and viruses is that mutations in antibodies are not entirely random. They are, in fact, directly caused by an enzyme that is only found in B cells, known as Aid (activation-induced deaminase). This enzyme deliberately causes mutations in the DNA responsible for making the part of the antibody that can recognise the virus. This mutation mechanism was solved by pioneering researchers at the MRC Laboratory of Molecular Biology in Cambridge, UK, almost 20 years ago.

AID activity leads to a much higher rate of mutation in B cells than in any other cell in the body. This phenomenon is called “somatic hypermutation”.

Some of the mutations that are induced in the antibody binding site will improve the binding of that antibody to the target virus. But some mutations will have no effect, and others will actually decrease the antibody’s ability to latch onto the target virus. This means there needs to be a system whereby B cells making the best antibodies will be selected.

B cells congregate in small glands called lymph nodes while they are developing. Lymph nodes are found all around the body and often get bigger if you are fighting an infection.

B cells gather in lymph nodes while they are developing. Sakurra/Shutterstock

Within the lymph nodes, the B cells that can make better antibodies after somatic hypermutation are given positive signals to make them replicate faster. Other B cells fall by the wayside and die. This “survival-of-the-fittest” process is called affinity maturation the strength or “affinity” with which antibodies bind to their target matures and improves over time. After this rigorous selection, the newly emerged B cell will now mass produce its improved antibody, leading to a more effective immune response.

The course of a typical COVID infection is ten to 14 days, so the first wave of antibodies driving out the virus doesn’t have long enough to evolve because affinity maturation normally takes place over weeks. But research from the US has shown that small non-infectious bits of SARS-CoV-2 remain in the body after an infection is cleared, so B cells can keep being reminded of what the virus looks like. This allows antibody evolution to continue for months after an infection has been resolved.

Overall, antibody evolution means that if a person is infected with coronavirus for a second time, antibodies with far superior binding ability will be ready and waiting. This has important implications for vaccination. Antibody evolution will begin after the first vaccination so that much-improved antibodies will be present if the virus is encountered at a later date. Hopefully, it is comforting to know that it is not just the virus that is mutating, our own antibodies are keeping pace.

Sarah L Caddy, Clinical Research Fellow in Viral Immunology and Veterinary Surgeon, Cambridge Üniversitesi and Meng Wang, Cancer Research UK Clinician Scientist Fellow, Cambridge Üniversitesi

Bu makale, Creative Commons lisansı altında The Conversation'dan yeniden yayınlanmıştır. Orijinal makaleyi okuyun.


The importance of SARS-CoV-2 neutralizing antibodies

The presence of neutralizing antibodies in our bodies has been shown to correlate with protection from viral infection. Hence, these molecules play an important role in SARS-CoV-2 vaccine and treatment research and development.

Most of the SARS-CoV-2 vaccines in use or under investigation aim to produce neutralizing antibodies specific for the spike protein on the outside of the virus particles. The spike protein facilitates fusion between the virus and our cell membranes and allows viral material to enter the cell.

Neutralizing antibodies against the spike protein can prevent the interaction between the virus and our cells and help eliminate an infection during its early stages. Thus, measuring the abundance of these antibodies is one of the key parameters for evaluating potential SARS-CoV-2 vaccines.

“Scientists are racing to develop vaccines that induce neutralizing antibodies against the SARS-CoV-2 spike protein,” explained Xu. “This approach has been used with many successful viral vaccines, and there’s hope that it will provide long-lasting protection here, too.”

Specific neutralizing antibody-based therapies are also being used to treat people already infected with the virus, and so far, these are showing great promise in reducing hospitalizations and death.

Neutralizing antibodies are important to a variety of SARS-CoV-2 research applications as well. Their abundance can indicate the potential therapeutic quality of plasma donated by previously infected individuals, and they can reveal how many people in a population have already been infected.

Neutralizing antibodies can further our understanding of SARS-CoV-2 infection in pets, livestock, and other animals, allowing us to act smartly to protect both ourselves and the animals.

And neutralizing antibodies might also play an important role in determining an individual’s basal immunity following vaccination or infection.

We just don’t know yet how long the protective effect from a vaccine or infection lasts,” said Xu. “If the protection fades over time, or if we need to show immunity passports for travel, measuring basal immunity will become very important.”


Researchers reveal genetic predisposition to severe COVID-19

The risk score suggested by the researchers (vertical axis) is considerably higher in the group of patients suffering severe COVID-19 (sample of patients from Moscow) Credit: S.Nersisyan et al.

HSE University researchers have become the first in the world to discover genetic predisposition to severe COVID-19. The results of the study were published in the journal İmmünolojide Sınırlar.

T-cell immunity is one of the key mechanisms used by the human body to fight virus infections. The staging ground for cell immunity development is the presentation of virus peptides on the surface of infected cells. This is followed by activation of T lymphocytes, which start to kill the infected cells. The ability to successfully present virus peptides is largely determined by genetics. In human cells, human leukocyte antigen class I (HLA-I) molecules are responsible for this presentation. The set of six such molecules is unique in every human and is inherited from an individual's parents. In simple terms, if the set of alleles detects the virus well, then the immune cells will detect and destroy the infected cells fast if a person has a set that is bad at such detection, a more severe case of disease is more likely to occur.

Researchers from the HSE Faculty of Biology and Biotechnology—Maxim Shkurnikov, Stepan Nersisyan, Alexei Galatenko and Alexander Tonevitsky—together with colleagues from Pirogov Russian National Research Medical University and Filatov City Clinical Hospital (Tatjana Jankevic, Ivan Gordeev, Valery Vechorko) studied the interconnection between HLA-I genotype and the severity of COVID-19.

Risk score in a sample of patients from Spain. Credit: S.Nersisyan et al.

Using machine learning, they built a model that provides an integral assessment of the possible power of T-cell immune response to COVID-19: if the set of HLA-I alleles allows for effective presentation of the SARS-CoV-2 virus peptides, those individuals received low risk score, while people with lower presentation capability received higher risk scores (in the range from 0 to 100). To validate the model, genotypes of over 100 patients who had suffered from COVID-19 and over 400 healthy people (the control group) were analyzed. It turned out that the modeled risk score is highly effective in predicting the severity of COVID-19.

In addition to analyzing the Moscow population, the researchers used their model on a sample of patients from Madrid, Spain. The high precision of prediction was confirmed on this independent sample as well: the risk score of patients suffering severe COVID-19 was significantly higher than in patients with moderate and mild cases of the disease.

"In addition to the discovered correlations between the genotype and COVID-19 severity, the suggested approach also helps to evaluate how a certain COVID-19 mutation can affect the development of T-cell immunity to the virus. For example, we will be able to detect groups of patients for whom infection with new strains of SARS-CoV-2 can lead to more severe forms of the disease," Alexander Tonevitsky said.