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I ricercatori sviluppano il nuovo approccio per la prova COVID-19

I ricercatori da Uc San Francisco e dal Chan Zuckerberg Biohub (CZ Biohub) hanno sviluppato un nuovo approccio per la prova COVID-19 che individua un reticolo distinto di espressione genica immune in persone infettate. Questo tipo di prova potrebbe essere usato come assegno contro gli errori possibili generati dalle prove standard che direttamente individuano il virus SARS-CoV-2, gli scienziati ha detto.

Inoltre, i reticoli di espressione genica veduti in pazienti COVID-19 nello studio indicano che, a differenza di altri virus respiratori, SARS-CoV-2 può sopprimere le reazioni immuni nelle fasi iniziali di infezione, collocanti la fase per il virus alla diffusione prima che i pazienti sviluppino i sintomi.

La risposta immunitaria alle infezioni respiratorie è in gran parte responsabile dei sintomi come febbre, congestione nasale e la tosse, che potrebbero incoraggiare tipicamente qualcuno ad isolare e cercare la prova. Poiché la gente con COVID-19 è più contagiosa presto nel loro corso di malattia, questa risposta immunitaria soppressa nelle prime fasi di COVID lo fa più probabilmente che le persone infetteranno altre prima che realizzino che sono malate.

Le guide di nuovo studio, pubblicate online nelle comunicazioni della natura il 17 novembre 2020, dicono che sebbene il nuovo approccio di prova analizzi le molecole completamente differenti -- dalla persona infettata, piuttosto che dal virus che infetta la persona -- può essere applicato facendo uso della stessa tecnologia di PCR sugli stessi campioni nasali del tampone. Potrebbe essere usato come prova autonoma, o persino combinato negli stessi comitati di prova utilizzati nella PCR standard prova per individuare il virus. La combinazione delle tecnologie potrebbe diminuire le probabilità del falso negativo o i risultati del falso positivo, i ricercatori hanno detto.

“Senza anche dovere individuare il virus stesso, queste prove per misurare i cambiamenti nell'espressione dei geni in relazione con immune possono determinare indipendentemente da fatto che qualcuno ha COVID-19,„ hanno detto lo studio co-senior l'autore Chaz Langelier, il MD, il PhD, assistente universitario nella divisione delle malattie infettive nel dipartimento di UCSF di medicina, che piombo la ricerca con Amy Kistler, PhD, della CZ Biohub.

Gli scienziati di UCSF hanno creato tre versioni del proof of concept di nuova prova -- uno basato sulle letture di attività di gene da tre geni chiave, uno basato sulle letture da 10 geni ed uno basato su 27 geni. Le prove hanno individuato indipendente l'infezione COVID-19 nei casi clinicamente confermati, aumentanti di sensibilità con il numero dei geni inclusi.

Langelier prevede di usando una di queste misure dell'attivazione del gene sia per inbandierare le prove virali di PCR del falso negativo, in cui la rilevazione virale diretta viene a mancare che per eliminare i risultati del falso positivo, che possono risultare da contaminazione trasversale fra i campioni nei laboratori di prova. I falsi positivi si trasformano in in una sfida aumentante quando esegue la prova sistematica della gente senza sintomi nelle popolazioni con relativamente pochi casi. Anche aggiungere appena alcuni geni al corrente usato virus-individuando le prove potrebbe notevolmente migliorare l'accuratezza, ha detto.

Per determinare quale cambiamenti nell'attività di gene erano distintivi all'infezione SARS-CoV-2 i ricercatori in primo luogo ha esaminato tutto il materiale genetico nei campioni del tampone dalle vie respiratorie superiori, di modo che hanno potuto identificare gli indicatori più importanti e più premonitori.

“Abbiamo usato un approccio “metagenomic„ -- da ogni campione abbiamo ordinato tutte le informazioni genetiche, sia dal paziente che da qualsiasi microbi presenti,„ ha detto Eran Mick, PhD, scienziato di bioinformatica a UCSF e CZ Biohub, un primo autore dello studio con il Jack Kamm, PhD del Biohub. “Abbiamo osservato sia i microrganismi che espressione genica umana, come misurato dai livelli di RNA che è stato trascritto dai geni accesi.„

I ricercatori hanno esaminato i campioni dai pazienti con i sintomi respiratori che sono stati provati a COVID-19 come spiegazione possibile della loro malattia. Gli esami hanno provato che molti dei pazienti hanno avuti COVID-19, ma alcuni di loro sono risultato essere infettati con i virus respiratori più comuni (come l'influenza) o soffrire dalle circostanze nonviral.

In campioni dai pazienti COVID-19 inizialmente abbiamo pensato trovare una grande attivazione dei geni che determinano le vie pro-infiammatorie, data quanto orribile sappiamo che questo virus può essere. Siamo stati sorpresi che è risultato essere l'opposto. Alcune vie infiammatorie che sono state attivate da altri virus in effetti non sono state attivate in COVID-19.„

Eran Mick, PhD, scienziato di bioinformatica a UCSF e CZ Biohub

Con gli algoritmi del computer e moltissima elaborazione numerica, gli scienziati di UCSF potevano identificare un reticolo distinto di espressione genica connesso con tamping giù delle risposte immunitarie specifiche che si presenta presto durante l'infezione SARS-CoV-2. I cambiamenti hanno differito da quelli veduti in altre infezioni respiratorie virali o malattie respiratorie nonviral, concedendo per una diagnosi specifica di COVID-19.

Il reticolo di espressione genica immunosopressiva i ricercatori identificati in COVID-19 può spiegare la natura furtiva di questo virus altamente ereditario, i ricercatori hanno detto. A differenza del primo virus SAR-CoV, che ha causato la preoccupazione globale ed ha ucciso le centinaia nel 2002 e 2003, SARS-CoV-2 sembra essere più ereditario prima che l'inizio dei sintomi, o appena mentre sintomi in primo luogo sorga, rendendoglieli più probabilmente che le persone infetteranno altre prima che realizzino sia malato.

“Abbiamo concluso dal nostro lavoro che c'è un effetto immunosopressivo che impedisce i sintomi lo sviluppo presto durante l'infezione malgrado gli alti livelli della replicazione virale,„ Langelier avente luogo ha detto. “È una strategia brillante, se siete un virus.„

Tuttavia, come ora è ben noto, in un sottoinsieme dei pazienti COVID-19, dopo che il virus fa il suo modo giù le vie respiratorie ed infetta le celle all'interno dei polmoni, il sistema immunitario finalmente lancia una risposta eccessivamente aggressiva che danneggia i propri tessuti del paziente. Il trattamento di terapia intensiva mira a ricambiare questa reazione immune spesso micidiale, ma quello non significa che il trattamento immunosopressivo iniziale provocherebbe i migliori risultati.

“I nostri risultati di una risposta infiammatoria diminuita dal sistema immunitario innato suggeriscono che i trattamenti che sopprimono il sistema immunitario presto durante l'infezione COVID-19 siano improbabili da essere utili,„ Langelier hanno detto. “La comunità medica già sa dallo studio di RIPRISTINO che il dexamethasone steroide della droga di immunosoppressivo avvantaggia i pazienti con la malattia severa, ma per quelli con l'indisposizione c'era una tendenza verso i risultati peggiori con il trattamento.„

Lo studio di comunicazioni della natura è stato basato sull'analisi di un punto in anticipo di tempo nel corso dell'infezione ed i risultati pazienti erano sconosciuti. Ma i ricercatori di UCSF egualmente stanno partecipando allo studio multicentrato, futuro, d'osservazione della COMETA dei pazienti ospedalizzati con COVID-19, in cui i campioni sono raccolti attraverso il corso della malattia ed i risultati clinici di malattia e di progressione sono tenuti la carreggiata.

Può essere che le caratteristiche mutevoli dell'attivazione del gene che pregiudicano il sistema immunitario potrebbero contribuire a predire quali persone sono più probabili da avvertire la malattia severa come conseguenza dell'infezione COVID-19. La ricerca ha potuto anche piombo all'identificazione di nuovi obiettivi per il trattamento e di nuove strategie terapeutiche.

“Particolarmente con gli approcci multipli che sono catturati dai molti ricercatori che stanno partecipando allo studio nazionale, penso che sia possibile che possiamo trovare i preannunciatori della malattia severa che sono clinicamente perseguibili,„ Langelier abbiamo detto.

Source:
Journal reference:

Mick, E., et al. (2020) Upper airway gene expression reveals suppressed immune responses to SARS-CoV-2 compared with other respiratory viruses. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-19587-y.