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La théorie de contrôle peut-elle expliquer des différences par la virulence et la transmission de SARS-CoV-2 ?

La pandémie faisante rage actuel de la maladie 2019 (COVID-19) de coronavirus prend plus de durées aujourd'hui qu'au cours des cinq premiers mois après son début. La difficulté en gagnant le contrôle du coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de syndrôme respiratoire aigu sévère refoule en partie du fait que la plupart des infections sont asymptomatiques ou très bénignes. D'ailleurs, l'émergence fréquente des variantes d'évasion qui surmontent l'inhibition immunisée obtenue par des variantes plus tôt a également contesté des tentatives d'arrêter l'écart du virus.

Une étude neuve, relâchée comme prétirage sur le serveur de bioRxiv*, discute les variations dans la pathogénicité virale et par transmission, qui sont responsables de l'infection asymptomatique et des événements superspreading. La capacité de comprendre ceci ouvrirait la voie de comprendre comment ce virus se comporte la voie qu'il fait, en termes de sa virulence, son écart, et ses variantes émergentes de préoccupation.

Pourquoi théorie de contrôle ?

Le nombre de battement d'infections est principalement à cause des différences escarpées dans la virulence et l'écart viraux entre les personnes.  Les deux causes déterminantes principales d'une telle variation sont les concentrations faibles du récepteur d'hôte, et l'élimination de l'interféron, la réaction antivirale innée d'hôte.

Pour comprendre comment cette variation fonctionne, les chercheurs ont choisi d'employer la théorie de contrôle, qui est un cadre mathématique pour l'analyse des systèmes de contrôle par retour de l'information complexe. Le contrôle par retour de l'information est ainsi vu comme un outil de contrôle pour changer le comportement des systèmes instables.

Comme les scientifiques dans un papier en avance ont observé :

La pandémie COVID-19 n'est pas un problème évident ou particulier de bureau d'études. Mais dans son comportement fondamental c'est un système instable et de boucle ouverte. Seul gauche, il se développe exponentiellement : Comme beaucoup de tels systèmes, il peut être stabilisé de manière efficace et efficiente en appliquant les principes de la théorie de contrôle, spécialement l'utilisation du contrôle par retour de l'information. »

La théorie de contrôle pourrait aider, ils disent, à offrir une stratégie de sortie qui emploie médical et le contrôle par retour de l'information socio-économique à limitent la transmission du virus et managent le fardeau des cas à plus long terme, quand les restrictions à la mobilité et à l'interaction sociale sont décontractées.

L'avantage d'employer cette approche dans l'étude actuelle est que son modèle surmonte le manque de la connaissance au sujet des détails de la réaction immunitaire et de l'épidémiologie de COVID-19.

De plus, il permet l'identification des mécanismes par lesquels le virus peut montrer des différences dans la virulence et dans son étendre même dans les situations de meilleur-boîtier.

Objectif d'étude

L'objectif était de trouver la réaction immunitaire plus élevée possible par l'hôte, en totalisant tous les changements des fonctions immunitaires comme fonction de contrôle unique. La fonction immunitaire plus élevée ou de meilleur-boîtier serait cela qui ramène la virulence au possible le plus inférieur, tout en également limitant l'écart viral. Les contraintes variées utilisées sont la charge virale, l'activité immunisée, et l'entrée du virus neuf.

Le problème a les composantes de boucle ouverte et en boucle bloquée. Le premier est intracellulaire et doit faire avec la réplication virale : entrée de cellules, réplication intracellulaire, et desserrage de virion. Les résultats seront le nombre de cellules productivement infectées résultant de la cellule initialement infectée.

Le deuxième comporte le contrôle immunisé dû aux facteurs immunisés innés agissant en dehors de la cellule.

Les sympt40mes fournissent l'alerte

La proportion de cellules épithéliales respiratoires vulnérables avec l'infection SARS-CoV-2 est petite, relativement aux rhinovirus, virus respiratoire syncytial, et virus de la grippe. Le nombre de cellules qui montrent l'infection productive suivant l'infection d'une cellule peut varier considérablement de l'échantillon à l'échantillon. Ceci est confirmé par des états uniques unique cellule plus tôt.  

Quand le nombre de cellules secondairement infectées est plus élevé, la charge virale peut être réduite seulement par une réaction immunitaire plus intense. Ceci, à leur tour, produira les sympt40mes, qui entraînent la reconnaissance de la maladie.

Comme résultat, le patient prend des mesures pour éviter d'écarter l'infection à d'autres, tel que l'auto-isolement et la quarantaine. Les chercheurs factorisés dans une version simplifiée de tels changements de comportement, avec le signal d'alarme étant une forme écaillée de la réaction immunitaire faisant éviter le patient des interactions sociales avec d'autres.

La réaction immunitaire réduit également le rejet viral.

Les chercheurs ont également mis en application une longue période presymptomatic avec des symptômes sévères suivants dans tous les cas. Si seulement des contacts peuvent être avertis au sujet de la possibilité d'infection et être mis en quarantaine, ce modèle rendrait l'endiguement très efficace. C'est parce que toutes les personnes infectées se rendraient compte de l'infection et prendraient des mesures appropriées.

Ce réseau défaille quand les cas sont complet asymptomatiques, même si ils ne sont pas aussi infectieux que des cas presymptomatic - et, en fait, eux n'ayez pas besoin de composer une part importante de toutes les infections pour que ceci se produise.

réactions basées sur interféron

Les réactions immunitaires extracellulaires varient plus avec le niveau de l'infection productive en cellules voisines que les réactions immunitaires basées sur interféron, qui sont à leur tour inférieures à des réactions interféron-supprimées.

L'utilisation à court terme de l'interféron pourrait aider à réduire la gravité finale de sympt40me dans les patients qui semblent avoir la maladie graduelle.

Cependant, l'élimination interféron-assistée des réactions immunitaires peut prolonger la réplication virale et le rejet, ainsi qu'exclure des changements de comportement incités par des sympt40mes d'alerte.

D'autres virus

Les chercheurs se sont également appliqués ceci à d'autres virus, tels que les coronaviruses endémiques saisonniers (CoV) comme HCoV-NL63, ainsi que les Radars à ouverture synthétique-CoV plus tôt, sont également des virus d'ACE2-tropic. Tandis que les sympt40mes comme un rhume doux ou aucun des premières causes, ce dernier n'est associés aux symptômes respiratoires sévères dans la plupart des cas.

Ces infections peuvent varier nettement dans la gravité, entraînant extrêmement doux ou extrêmement des cas sévères partir hors du compte clinique de cas, car elles échappent au dépistage totalement ou à la mort rapide de cause avant que n'importe quelle suspicion clinique du diagnostic vrai surgisse. C'est vrai de l'écart de Radars à ouverture synthétique-CoV, indiquant qu'une telle variabilité dans la boîte de vitesses est probable.

Cependant, HCoV-NL63 a la virulence inférieure, peut-être parce que la glycoprotéine de pointe a le pouvoir infectant inférieur. Ainsi, peu de cellules montrent l'infection productive secondaire d'une cellule infectée unique.

Interféron une arme à deux tranchants

La gestion d'interféron a été montrée pour moduler la gravité de l'infection avec CoVs, si donnée assez tôt. Cependant, l'effet le plus grand est si administré avant des sympt40mes commencent.

D'autre part, les tests cliniques ont prouvé que la présence de l'immunodépression tôt dans l'infection SARS-CoV-2 augmente la gravité de la maladie.

L'élimination de la production antivirale ou du desserrage d'interféron dans les cellules infectées est un mécanisme courant employé par des virus respiratoires. Ainsi, l'utilisation de telles interventions peut mieux être guidée par les estimations contrôle contrôle théorie de l'efficacité.

Si l'hôte bénéficie les la plupart du contrôle immunisé, la réplication virale est rapidement bloquée, et la boîte de vitesses et la maladie symptomatique sont évitées. Avec l'élimination d'interféron, l'écart viral est maximum quand la virulence est la plus inférieure.

Hébergez les jeux de variation un rôle ici, tels que même dans de telles conditions, l'écart accru peut se produire à mesure que la virulence augmente.

Quelles sont les conclusions ?

Les chercheurs ont constaté que selon ce modèle, la virulence et la boîte de vitesses sont attentivement jointes. Le virus est en grande partie transmis par les cas presymptomatic qui développeront éventuellement l'infection sévère.

Ces patients ont une infection hautement productive des cellules à côté de la cellule infectée. L'effet est le plus prononcé quand les groupes de telles personnes agissent l'un sur l'autre puisqu'un groupe jette le virus à un haut débit, alors que la forte proportion de cellules susceptibles rend l'autre groupe très vulnérable.

Ceci peut être réduit par un avertissement qui induit des changements de comportement à la boîte de vitesses de limite.  D'ailleurs, la théorie de contrôle peut bien guider l'utilisation de l'interféron dans de futurs agents pathogènes nouveaux, due à l'observation extrêmement courante de l'élimination d'interféron par des virus respiratoires.

Avis *Important

le bioRxiv publie les états scientifiques préliminaires qui pair-ne sont pas observés et ne devraient pas, en conséquence, être considérés comme concluants, guident la pratique clinique/comportement relatif à la santé, ou traité en tant qu'information déterminée.

Journal references:
Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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