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Inmunorespuestas del sistema nervioso central a COVID-19

Aunque esté sin obstrucción que el coronavirus 2 (SARS-CoV-2), el agente causativo del pandémico actual COVID-19, sobre todo disfunción de la neumonía asiática de las causas del sistema respiratorio, creciendo pruebas indica sus efectos sobre otros sistemas del órgano, incluyendo nuestro sistema nervioso central (CNS). La investigación conducto en pacientes de la enfermedad COVID-19 ha probado que los síntomas neurológicos de una pieza de convicción del subconjunto, sino no está sin obstrucción si SARS-CoV-2 afecta directamente al CNS o si los síntomas neurológicos se conectan a los mecanismos inmune-mediados secundarios.

Un estudio reciente publicado en el bioRxiv* del servidor de la prueba preliminar por los científicos de la Facultad de Medicina de Yale, de la Universidad de California, de la escuela de Yale de la salud pública, de la Universidad de Yale, y del Howard Hughes Medical Institute examinó el impacto de la infección SARS-CoV-2 en el CNS. Las personas estudiaron los cambios inflamatorios causados por la infección SARS-CoV-2 en el CNS usando análisis emparejados del líquido cerebroespinal (CFS) y de la sangre.

Detalles del estudio

Alistaron a los pacientes COVID-19 admitidos al hospital de Yale New Haven con síntomas neurológicos en este estudio. Los pacientes experimentaban pinchazo lumbar clínico y consentido a la colección adicional de la CFS con fines de investigación.

Envejezca y sexo-igualó a la gente que era la negativa SARS-CoV-2 servida como mandos. La CFS y las muestras de sangre fueron tramitadas para el uso en el ARN unicelular que ordenaba y fijadas para los anticuerpos usando la pre-exploración, una biblioteca de encargo del bacteriófago-despliegue que contenía 9 antígenos SARS-CoV-2. Para los estudios en un modelo del ratón, 6 a 12 ratones viejos de la semana de ambos sexos fueron utilizados.

Paisaje inmunológico distinto de la CFS del paciente COVID-19 comparado con PBMC. (a) Diagrama esquemático del diseño del estudio. La CFS y la sangre cerco de sano y los pacientes COVID-19 y las células cerco junto con el sobrenadante y el plasma de la CFS para el análisis rio abajo. (b y c) Luminex basaron el perfilado del cytokine de CFS (fila superior) y del plasma (fila inferior) del mando y de los pacientes COVID-19. b, cytokines aumentó importante del plasma de los pacientes COVID-19 pero no de la CFS. c, cytokines aumentó importante de la CFS de los pacientes COVID-19 pero no del plasma. El color de puntos indica la identidad paciente única (d) proyección de UMAP de la ARN-secuencia unicelular 10x de la CFS y de PBMC de sano y de los pacientes COVID-19. (e) Gráfico trastornado que muestra genes diferenciado expresados en células inmunes naturales de los pacientes COVID-19 comparado con pacientes sanos en la CFS y PBMC. (f) Cuentas normalizadas de transcripciones de IL12A en un nivel de la población para las células inmunes naturales. Análisis del (G) Interferome de genes diferenciado expresados upregulated en células dendríticas COVID-19 del paciente CFS comparado al paciente sano CFS. (h) Enriquecimiento de la ontología del gen de los genes upregulated en células de NK de los pacientes COVID-19 en la CFS y PBMC. (i) Análisis de CellPhoneDB de la acción recíproca entre las células inmunes naturales y las células inmunes adaptantes agrupándose mostrado en el higo 1d. El número de acciones recíprocas entre las células en la CFS de los pacientes COVID-19 fue restado por el número de acciones recíprocas en la CFS de los pacientes del mando para derivar el heatmap. Los datos del Cytokine se derivan de n = 6 para el mando y COVID-19 CFS, y n = 5 para el mando y el plasma COVID-19. ARN-seq unicelular se deriva de un total de 16 bibliotecas generadas por nosotros, y 8 mandos adicionales de un conjunto de datos previamente publicado (n = 3 para el mando CFS y PBMC, n = 5 para COVID-19 CFS y PBMC, y n = 8 de Gate y otros 2020). La t-prueba desparejada con dos colas fue realizada (*, P<0.05).
Paisaje inmunológico distinto de la CFS del paciente COVID-19 comparado con PBMC. (a) Diagrama esquemático del diseño del estudio. La CFS y la sangre cerco de sano y los pacientes COVID-19 y las células cerco junto con el sobrenadante y el plasma de la CFS para el análisis rio abajo. (b y c) Luminex basaron el perfilado del cytokine de CFS (fila superior) y del plasma (fila inferior) del mando y de los pacientes COVID-19. b, cytokines aumentó importante del plasma de los pacientes COVID-19 pero no de la CFS. c, cytokines aumentó importante de la CFS de los pacientes COVID-19 pero no del plasma. El color de puntos indica la identidad paciente única (d) proyección de UMAP de la ARN-secuencia unicelular 10x de la CFS y de PBMC de sano y de los pacientes COVID-19. (e) Gráfico trastornado que muestra genes diferenciado expresados (DEGs) en células inmunes naturales de los pacientes COVID-19 comparado con pacientes sanos en la CFS y PBMC. (f) Cuentas normalizadas de transcripciones de IL12A en un nivel de la población para las células inmunes naturales. Análisis del (G) Interferome de genes diferenciado expresados upregulated en células dendríticas COVID-19 del paciente CFS comparado al paciente sano CFS. (h) Enriquecimiento de la ontología del gen de los genes upregulated en células de NK de los pacientes COVID-19 en la CFS y PBMC. (i) Análisis de CellPhoneDB de la acción recíproca entre las células inmunes naturales y las células inmunes adaptantes agrupándose mostrado en el higo 1d. El número de acciones recíprocas entre las células en la CFS de los pacientes COVID-19 fue restado por el número de acciones recíprocas en la CFS de los pacientes del mando para derivar el heatmap. Los datos del Cytokine se derivan de n = 6 para el mando y COVID-19 CFS, y n = 5 para el mando y el plasma COVID-19. ARN-seq unicelular se deriva de un total de 16 bibliotecas generadas por nosotros, y 8 mandos adicionales de un conjunto de datos previamente publicado (n = 3 para el mando CFS y PBMC, n = 5 para COVID-19 CFS y PBMC, y n = 8 de Gate y otros 2020). La t-prueba desparejada con dos colas fue realizada (*, P<0.05).

Conclusión del estudio

Todos los pacientes estudiados tenían anticuerpos anti-SARS-CoV-2 en la CFS, pero había diferencias llamativas en la especificidad del epitopo del anticuerpo en la CFS y la incidencia de las series del receptor del linfocito B. Las personas encontraron una presencia importante de células de B en la CFS de los pacientes COVID-19 comparados a ése en mandos. La secuencia unicelular del ARN mostró varios subtipos del linfocito B en las células mononucleares de la CFS y de la sangre periférica (PBMCs).

“Probamos si la invasión viral en el CNS puede llevar a una reacción dividida en compartimientos del anticuerpo usando un modelo del ratón que recientemente desarrollados que disocie seguro la infección pulmonar y neurológica de SARS-CoV-213,” escribimos a los autores.

Los estudios de la infección SARS-CoV-2 en los ratones CNS mostrados localizaron y dividieron en compartimientos la reacción del anticuerpo del CNS que seguía el neuroinvasion viral. Para una infección SARS-CoV-2 localizada al pulmón, había reacciones crecientes del anticuerpo en el pulmón y el suero de los ratones y presencia muy inferior del anticuerpo en el cerebro o la CFS. En la administración intranasal de SARS-CoV-2, había los anticuerpos crecientes en las 4 divisiones - suero, pulmón, cerebro, y CFS. Finalmente, en la administración intracraneal SARS-CoV-2, la reacción del anticuerpo estaba más robusta en el cerebro y la CFS y ausente en el suero y el pulmón de los ratones.

¿Qué las conclusión significan para los pacientes COVID-19?

La CFS se produce en el cerebro y es el único sustituto del tejido del CNS que puede ser muestreado fácilmente en seres humanos.  Con la ayuda de la CFS y de la evaluación de la sangre en los pacientes agudos COVID-19 con síntomas neurológicos, las personas podían mostrar a CNS dividido en compartimientos inmunorespuesta a la infección SARS-CoV-2.

Los resultados de este estudio destacan las inmunorespuestas CNS-específicas a la infección SARS-CoV-2 y acentúan la importancia del tratamiento informado de los síntomas neurológicos conectados a COVID-19. Estas conclusión demuestran que la CFS es un mejor sustituto que el suero para estudiar la reacción del cerebro a la infección SARS-CoV-2. También muestran que las reacciones del anticuerpo del CNS pueden ocurrir independientemente y en ausencia de la infección sistémica.

Las personas observaron configuraciones únicas en los repertorios de T y del linfocito B de las células de la CFS. Aunque hubiera un cierto recubrimiento entre la capota T y las copias del linfocito B en la circulación y la CFS, las copias más abundantes de T y del linfocito B eran más o menos únicas a cada división.

“Encontramos un aumento en la CFS pero no el plasma IL-12 e IL-1b, cytokines centrales para coordinar inmunorespuestas naturales y adaptantes a los patógeno invasores, y encontramos más lejos las pruebas transcriptivas del papel de IL-12 y de IL-1 en contribuir a la inmunorespuesta del CNS a SARS-CoV-2, con los cambios transcriptivos en las células de T del determinante de la CFS que son enriquecidas para las reacciones a IL-12 y a IL-1. ”, diga a los autores.

Los anticuerpos del CNS eran diferentes de ése presente en suero. La presencia del anticuerpo SARS-CoV-2 en la CFS de los pacientes COVID-19 muestra sin obstrucción la infección viral del CNS. Totales, los resultados del estudio muestran que los síntomas neurológicos en los pacientes COVID-19 pueden ser en parte debido a una inmunorespuesta separada dentro del CNS y que el tratamiento COVID-19 puede beneficiarse de las terapias apuntadas que se centran en inmunorespuestas divididas en compartimientos.

Advertencia *Important

el bioRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

Journal reference:
  • Immunologically distinct responses occur in the CNS of COVID-19 patients Eric Song, Ryan D Chow, Ruoyi Jiang, Colin R. Zamecnik, Rita P Loudermilk, Yile Dai, Feimei Liu, Bertie Geng, Jennifer Chiarella, Benjamin Israelow, Arnau Casanovas-Massana, Albert I Ko, Aaron Ring, Steven H. Kleinstein, Serena Spudich, Michael R Wilson, Akiko Iwasaki, Shelli F. Farhadian bioRxiv 2020.09.11.293464; doi: https://doi.org/10.1101/2020.09.11.293464
Susha Cheriyedath

Written by

Susha Cheriyedath

Susha has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree in Chemistry and Master of Science (M.Sc) degree in Biochemistry from the University of Calicut, India. She always had a keen interest in medical and health science. As part of her masters degree, she specialized in Biochemistry, with an emphasis on Microbiology, Physiology, Biotechnology, and Nutrition. In her spare time, she loves to cook up a storm in the kitchen with her super-messy baking experiments.

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