SARS-CoV-2-Delta-Spitze erhöht die virale Virulenz und die Produktion von entzündlichen Zytokinen

2021-12-05 12:45:28 By : Ms. Ann zhang

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Das Auftreten der hochpathogenen Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19), die durch das schwere akute Atemwegssyndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) verursacht wird, war in den letzten Jahren eine enorme Sorge und Bedrohung für die öffentliche Gesundheit.

Das kontinuierliche Auftauchen von Varianten hat es schwierig gemacht, die Pandemie einzudämmen. Die Delta-Variante ist derzeit die dominante und virulente SARS-CoV-2-Variante von Besorgnis (VOC).

In einer neuen Studie, die auf dem Preprint-Server bioRxiv* veröffentlicht wurde, untersuchten Wissenschaftler mehrere virologische Merkmale des Delta-Spike-Proteins.

Einige der Merkmale wurden untersucht, die Proteinreifung und ihr Einfluss auf den viralen Eintritt von zellfreien pseudotypisierten Viren, die Fähigkeit zur Zell-Zell-Fusion und die Zytokinproduktion in menschlichen Makrophagen und dendritischen Zellen.

Dieses VOC wurde zuerst in Indien entdeckt und von der Pango-Linie B.1.617.2 abgeleitet. Es macht etwa 99% der neuen Coronavirus-Fälle weltweit aus.

Untersuchungen haben gezeigt, dass die Delta-Variante eine kürzere Inkubationszeit hat, aber eine signifikantere Viruslast als frühere Varianten. Die Patienten, die mit Delta infiziert sind, haben eine höhere Wahrscheinlichkeit, ins Krankenhaus eingeliefert zu werden und schwerwiegendere klinische Ergebnisse zu erleiden, und aktuelle Impfstoffe bieten nur einen teilweisen Schutz gegen diese Variante.  

Es ist zwingend erforderlich, die molekularen Mechanismen der erhöhten Übertragbarkeit und Immunevasion neuartiger VOCs zu verstehen, um die Entwicklung von Impfstoffen und Therapeutika zur Bekämpfung der Pandemie zu unterstützen. Die vorliegende Studie charakterisiert die Spaltung/Reifung verschiedener Spike-Proteine ​​(SPs) von SARS-CoV-2, insbesondere der Delta-Variante SP (SPΔCDelta).

Die Forscher verwendeten einen pseudotypisierten lentiviralen Vektor von SARS-CoV-2 SP oder virusähnliche Partikel (PVLPs), um zu zeigen, dass die Delta-Variante SP die S1/S2-Spaltung verbessert, die Pseudovirus-Infektion beschleunigt und die Zell-Zell-Fusion fördert.

Die Studie zeigte, dass SPΔCDelta im Vergleich zum SP anderer Stämme (einschließlich des ursprünglichen Wuhan-Stamms) bei der Verarbeitung der Vorläufer S zu S1 und S2 hocheffizient war.

Unter den Mutationen in der Delta-Variante SP wurde eine Aminosäure Prolin (P681) am N-Terminus der polybasischen Schnittstelle (RRAR) in Arginin (P681R) umgewandelt, was von großer Bedeutung ist, da es Teil einer proteolytischen Spaltung ist Stelle für Furin und furinähnliche Proteasen.

Die Wissenschaftler setzten das Arginin von 681 und Asparagin (N) von 950 wieder in das ursprüngliche Prolin (P) und Asparaginsäure (D) um und fanden heraus, dass die Spaltung des SPΔCDelta mit den Spike-Proteinen anderer Varianten vergleichbar war.

Die Forscher beobachteten, dass SPΔCDelta die zellfreie Pseudovirus-Infektion in A549ACE2 + - und Calu-3-Zelllinien und Makrophagen verstärkte. Dies zeigte deutlich, dass SPΔCDelta ein wichtiger Faktor ist, der zur erhöhten Infektiosität der Delta-Variante beiträgt.

Es wurde auch beobachtet, dass die durch das SPΔCDelta-Pseudovirus verursachte Infektion geringfügig höher war als die durch das SPΔCG614-Pseudovirus verursachte, was darauf hindeutet, dass die G614-Mutation eine der Haupttriebkräfte für die erhöhte Infektiosität der Delta-Variante sein könnte.

Auf der Oberfläche infizierter Zellen exprimiertes Spike-Protein reicht aus, um eine Fusion mit benachbarten Zellen zu erzeugen.

In der aktuellen Studie zeigten die Wissenschaftler, dass die Syncytienbildung signifikant gesteigert wurde, wenn SPΔCDelta-exprimierende 293T- oder A549-Zellen mit A549ACE2-Zellen kokultiviert wurden.

Diese Beobachtung deutet darauf hin, dass die stärkere Übertragung der Delta-Variante unter der Bevölkerung, da die Zell-zu-Zell-Fusion eine weitere effiziente Methode zur Virusausbreitung im Wirt bieten kann, erklärt wird.

In der Studie untersuchten die Wissenschaftler nicht den Einfluss von TMPRSS2 auf den Zell-Zell-Fusionsprozess. Zukünftige Forschungen in diesem Bereich sollten ein klareres Verständnis der Persistenz, Verbreitung und Immun- oder Entzündungsreaktionen von Delta-Varianten ermöglichen.

Die Schwere der Erkrankung hängt stark mit einer fehlregulierten und übermäßigen Freisetzung von proinflammatorischen Zytokinen zusammen. Die Forscher testeten, ob Makrophagen oder dendritische Zellen als signifikante Modulatoren der Immunantwort fungierten.

Dazu wurden große Mengen an Zytokinen und Chemokinen produziert, um Immunzellen zu rekrutieren und mit Antigenen zu präsentieren. Die Ergebnisse zeigten, dass die Aktivitäten des NFκB- und AP1-Signalwegs durch die Delta-Variante SP im Vergleich zum ursprünglichen Wuhan-Stamm verstärkt wurden.

Dies legt nahe, dass SPΔCDelta den Entzündungsstatus dieser Zellen fördern könnte. In ähnlicher Weise wurde entdeckt, dass das Spike-Protein von SARS-CoV-1 NF-κB aktiviert und die Freisetzung von IL-6 und TNF-α stimuliert.

Es wurde auch beobachtet, dass SPΔCDelta die Expression mehrerer proinflammatorischer Zytokine wie TNF-α, 357 IL-1β und IL-6 signifikant verstärkte.

Die aktuelle Studie zeigte, dass das Spike-Protein der SARS-CoV-2 Delta-Variante eine hohe Spaltung und Reifung aufwies. Diese Merkmale könnten eine wesentliche Rolle bei der Virusinfektion und der Zell-Zell-Übertragung spielen.

Wissenschaftler beobachteten auch, dass SPDelta erhebliche Auswirkungen auf die Stimulierung der NF-κB- und AP-1-Signalgebung in Monozyten und die Freisetzung von proinflammatorischen Zytokinen aus menschlichen Makrophagen und dendritischen Zellen hatte.

Diese Ergebnisse unterstützen die entscheidende Rolle des Spike-Proteins der Delta-Variante bei Virusinfektion, Übertragung und Pathogenese.

bioRxiv veröffentlicht vorläufige wissenschaftliche Berichte, die keinem Peer-Review unterliegen und daher nicht als schlüssig angesehen werden, die klinische Praxis / gesundheitsbezogenes Verhalten leiten oder als etablierte Informationen behandelt werden sollten.

Veröffentlicht in: Medizinische Forschungsnachrichten | Krankheits- / Infektionsnachrichten

Tags: Aminosäure, Arginin, Asparagin, Asparaginsäure, Zelle, Chemokine, Coronavirus, Coronavirus-Krankheit COVID-19, Zytokin, Zytokine, Immunantwort, Mutation, Pandemie, Prolin, Protein, Pseudovirus, Öffentliche Gesundheit, Forschung, Atemwege, SARS, SARS-CoV-2, schweres akutes respiratorisches Syndrom, schweres akutes respiratorisches Syndrom, Signalweg, Spike-Protein, Syndrom, Therapeutika, Virus

Priyom hat einen Ph.D. in Pflanzenbiologie und Biotechnologie von der University of Madras, Indien. Sie ist eine aktive Forscherin und eine erfahrene Wissenschaftsautorin. Priyom hat auch mehrere Original-Forschungsartikel mitverfasst, die in renommierten Fachzeitschriften veröffentlicht wurden. Sie ist auch eine begeisterte Leserin und Hobbyfotografin.

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Bose, Prijom. (2021, 29.11.). Der SARS-CoV-2-Delta-Spike erhöht die virale Virulenz und die Produktion von entzündlichen Zytokinen. Nachrichten-Medizin. Abgerufen am 05. Dezember 2021 von https://www.news-medical.net/news/20211129/SARS-CoV-2-Delta-spike-increases-viral-virulence-and-inflammatorische-cytokine-production.aspx.

Bose, Prijom. „SARS-CoV-2-Delta-Spike erhöht die virale Virulenz und die Produktion von entzündlichen Zytokinen“. Nachrichten-Medizin. 05. Dezember 2021. <https://www.news-medical.net/news/20211129/SARS-CoV-2-Delta-spike-increases-viral-virulence-and-inflammatorische-cytokin-production.aspx>.

Bose, Prijom. „SARS-CoV-2-Delta-Spike erhöht die virale Virulenz und die Produktion von entzündlichen Zytokinen“. Nachrichten-Medizin. https://www.news-medical.net/news/20211129/SARS-CoV-2-Delta-spike-increases-viral-virulence-and-inflammatorische-cytokine-production.aspx. (Zugriff am 05.12.2021).

Bose, Prijom. 2021. SARS-CoV-2-Delta-Spitze erhöht die virale Virulenz und die Produktion von entzündlichen Zytokinen. News-Medical, abgerufen am 05.12.2021, https://www.news-medical.net/news/20211129/SARS-CoV-2-Delta-spike-increases-viral-virulence-and-inflammatorische-cytokine-production.aspx .

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