Informasi

Perbedaan antara infektivitas dan kemampuan fusi sel Virus. (COVID 19)

Perbedaan antara infektivitas dan kemampuan fusi sel Virus. (COVID 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.

Saya seorang ahli kimia komputasi yang tertarik dengan COVID-19.

Sebagai ahli kimia fisik, saya kekurangan pengetahuan dasar untuk biologi.

Apa perbedaan antara 'infektivitas' dan 'aktivitas fusi membran'?

Saya pikir, untuk virus corona, infeksi sama dengan fusi membran (sel), tetapi tampaknya ide yang salah.

Terima kasih telah membaca!


Tingkat keparahan COVID-19 dipengaruhi oleh proporsi antibodi yang menargetkan protein virus penting, temuan penelitian

Sebuah studi komprehensif tentang tanggapan kekebalan terhadap SARS-CoV-2 mengaitkan penyakit ringan dengan tingkat antibodi yang relatif tinggi yang menargetkan protein lonjakan virus. Tapi semua antibodi berkurang dalam beberapa bulan.

Sebuah studi yang ditulis bersama oleh Scott Boyd menemukan bahwa orang dengan COVID-19 yang parah memiliki proporsi antibodi yang lebih rendah yang menargetkan protein lonjakan virus corona daripada antibodi yang menargetkan protein dari kulit bagian dalam virus.
Steve Fisch

Antibodi COVID-19 secara khusus menargetkan bagian virus yang berbeda dalam kasus COVID-19 ringan daripada pada kasus yang parah, dan berkurang secara signifikan dalam beberapa bulan setelah infeksi, menurut sebuah studi baru oleh para peneliti di Stanford Medicine.

Temuan ini mengidentifikasi hubungan baru antara perjalanan penyakit dan respons imun pasien. Mereka juga meningkatkan kekhawatiran tentang apakah orang dapat terinfeksi ulang, apakah tes antibodi untuk mendeteksi infeksi sebelumnya mungkin meremehkan luasnya pandemi dan apakah vaksinasi mungkin perlu diulangi secara berkala untuk mempertahankan respons imun protektif.

“Ini adalah salah satu studi paling komprehensif hingga saat ini tentang respons imun antibodi terhadap SARS-CoV-2 pada orang di seluruh spektrum keparahan penyakit, dari asimtomatik hingga fatal,” kata Scott Boyd, MD, PhD, profesor patologi. . “Kami menilai beberapa titik waktu dan jenis sampel, dan juga menganalisis tingkat RNA virus pada usap nasofaring pasien dan sampel darah. Ini adalah salah satu gambaran besar pertama tentang penyakit ini.”

Studi ini menemukan bahwa orang dengan COVID-19 yang parah memiliki proporsi antibodi yang lebih rendah yang menargetkan protein lonjakan yang digunakan oleh virus untuk memasuki sel manusia daripada antibodi yang menargetkan protein pada kulit bagian dalam virus.

Boyd adalah penulis senior studi tersebut, yang diterbitkan pada 7 Desember di Ilmu Imunologi. Penulis senior lainnya adalah Benjamin Pinsky, MD, PhD, profesor patologi, dan Peter Kim, PhD, Profesor Biokimia Virginia dan D. K. Ludwig. Penulis utama adalah ilmuwan peneliti Katharina Röltgen, sarjana postdoctoral PhD Abigail Powell, PhD, dan Oliver Wirz, PhD dan instruktur klinis Bryan Stevens, MD.

Virus berikatan dengan reseptor ACE2

Para peneliti mempelajari 254 orang dengan COVID-19 tanpa gejala, ringan atau berat yang diidentifikasi baik melalui pengujian rutin atau pemeriksaan kesehatan kerja di Stanford Health Care atau yang datang ke klinik Stanford Health Care dengan gejala COVID-19. Dari orang-orang dengan gejala, 25 dirawat sebagai pasien rawat jalan, 42 dirawat di rumah sakit di luar unit perawatan intensif dan 37 dirawat di unit perawatan intensif. Dua puluh lima orang dalam penelitian ini meninggal karena penyakit tersebut.

SARS-CoV-2 mengikat sel manusia melalui struktur di permukaannya yang disebut protein lonjakan. Protein ini mengikat reseptor pada sel manusia yang disebut ACE2. Pengikatan memungkinkan virus untuk masuk dan menginfeksi sel. Begitu masuk, virus melepaskan lapisan luarnya untuk mengungkapkan cangkang bagian dalam yang membungkus materi genetiknya. Segera, virus mengkooptasi mesin pembuat protein sel untuk menghasilkan lebih banyak partikel virus, yang kemudian dilepaskan untuk menginfeksi sel lain.

Antibodi yang mengenali dan mengikat protein lonjakan menghalangi kemampuannya untuk mengikat ACE2, mencegah virus menginfeksi sel, sedangkan antibodi yang mengenali komponen virus lain tidak mungkin mencegah penyebaran virus. Kandidat vaksin saat ini menggunakan porsi protein lonjakan untuk merangsang respons imun.

Boyd dan rekan-rekannya menganalisis tingkat tiga jenis antibodi – IgG, IgM dan IgA – dan proporsi yang menargetkan protein lonjakan virus atau kulit bagian dalam virus saat penyakit berkembang dan pasien pulih atau bertambah sakit. Mereka juga mengukur tingkat materi genetik virus dalam sampel nasofaring dan darah dari pasien. Akhirnya, mereka menilai efektivitas antibodi dalam mencegah protein lonjakan mengikat ACE2 di cawan laboratorium.

“Meskipun penelitian sebelumnya telah menilai respons antibodi secara keseluruhan terhadap infeksi, kami membandingkan protein virus yang ditargetkan oleh antibodi ini,” kata Boyd. “Kami menemukan bahwa tingkat keparahan penyakit berkorelasi dengan rasio antibodi yang mengenali domain protein lonjakan dibandingkan dengan target virus nonprotektif lainnya. Orang-orang dengan penyakit ringan cenderung memiliki proporsi antibodi anti-lonjakan yang lebih tinggi, dan mereka yang meninggal karena penyakitnya memiliki lebih banyak antibodi yang mengenali bagian lain dari virus.”

Variabilitas substansial dalam respon imun

Namun, para peneliti mengingatkan bahwa meskipun penelitian ini mengidentifikasi tren di antara sekelompok pasien, masih ada variabilitas substansial dalam respons imun yang dipasang oleh masing-masing pasien, terutama mereka yang menderita penyakit parah.

"Respon antibodi tidak mungkin menjadi satu-satunya penentu hasil seseorang," kata Boyd. “Di antara orang-orang dengan penyakit parah, ada yang meninggal dan ada yang sembuh. Beberapa dari pasien ini memiliki respons imun yang kuat, dan yang lain memiliki respons yang lebih moderat. Jadi, ada banyak hal lain yang terjadi. Ada juga cabang lain dari sistem kekebalan yang terlibat. Penting untuk dicatat bahwa hasil kami mengidentifikasi korelasi tetapi tidak membuktikan sebab-akibat.”

Seperti dalam penelitian lain, para peneliti menemukan bahwa orang dengan penyakit tanpa gejala dan penyakit ringan memiliki tingkat antibodi yang lebih rendah secara keseluruhan daripada mereka yang menderita penyakit parah. Setelah pemulihan, tingkat IgM dan IgA menurun terus ke tingkat yang rendah atau tidak terdeteksi pada kebanyakan pasien selama periode sekitar satu sampai empat bulan setelah timbulnya gejala atau perkiraan tanggal infeksi, dan tingkat IgG turun secara signifikan.

"Ini cukup konsisten dengan apa yang telah terlihat dengan virus corona lain yang secara teratur beredar di komunitas kami menyebabkan flu biasa," kata Boyd. “Tidak jarang seseorang terinfeksi ulang dalam waktu satu tahun atau terkadang lebih cepat. Masih harus dilihat apakah respons imun terhadap vaksinasi SARS-CoV-2 lebih kuat, atau bertahan lebih lama, daripada yang disebabkan oleh infeksi alami. Sangat mungkin itu bisa lebih baik. Tapi masih banyak pertanyaan yang harus dijawab.”

Boyd adalah ketua bersama Jaringan Ilmu Serologi SeroNet National Cancer Institute, salah satu upaya penelitian terkoordinasi terbesar di negara itu untuk mempelajari respons imun terhadap COVID-19. Dia adalah peneliti utama Center of Excellence di SeroNet di Stanford, yang menangani pertanyaan kritis tentang mekanisme dan durasi kekebalan terhadap SARS-CoV-2.

“Misalnya, jika seseorang sudah terinfeksi, haruskah mereka mendapatkan vaksin? Jika demikian, bagaimana mereka harus diprioritaskan?” kata Boyd. “Bagaimana kita dapat mengadaptasi studi seroprevalensi pada populasi yang divaksinasi? Bagaimana kekebalan dari vaksinasi berbeda dari yang disebabkan oleh infeksi alami? Dan berapa lama vaksin bisa melindungi? Ini semua adalah pertanyaan yang sangat menarik dan penting.”

Rekan penulis Stanford lainnya dari penelitian ini mengunjungi instruktur patologi Catherine Hogan, sarjana postdoctoral MD Javaria Najeeb, PhD, dan Ana Otrelo-Cardoso, residen medis PhD Hannah Wang, ilmuwan peneliti MD Malaya Sahoo, profesional penelitian PhD ChunHong Huang, ilmuwan penelitian PhD Direktur laboratorium Fumiko Yamamoto Monali Manohar, PhD ilmuwan laboratorium klinis senior Justin Manalac Tho Pham, MD, asisten klinis profesor rekan medis patologi Arjun Rustagi, MD, PhD Angela Rogers, MD, asisten profesor kedokteran Nigam Shah, PhD, profesor kedokteran Catherine Blish, MD, PhD, profesor kedokteran Jennifer Cochran, PhD, ketua dan profesor bioteknologi Theodore Jardetzky, PhD, profesor biologi struktural James Zehnder, MD, profesor patologi dan kedokteran Taia Wang, MD, PhD, asisten profesor kedokteran dan ilmuwan peneliti senior mikrobiologi dan imunologi Balasubramanian Narasimhan, instruktur patologi PhD Saurabh Gomba r, MD, PhD Robert Tibshirani, PhD, profesor ilmu data biomedis dan statistik dan Kari Nadeau, MD, PhD, profesor kedokteran dan pediatri.

Studi ini didukung oleh National Institutes of Health (hibah RO1AI127877, RO1AI130398, 1U54CA260517, T32AI007502-23, U19AI111825 dan UL1TR003142), Crown Family Foundation, Stanford Maternal and Child Health Research Institute, Swiss National Science Foundation, dan Coulter Penghargaan Respon Cepat COVID-19.

Boyd, Röltgen, Kim dan Powell telah mengajukan permohonan paten sementara terkait dengan tes serologi untuk antibodi SARS-CoV-2.


Apa Itu Infektivitas dan Viral Load COVID-19?

Mengapa pertanyaan dasar tentang biologi SARS-CoV-2 begitu sulit dijawab?

Ketika pandemi COVID-19 menyebar, menjadi jelas bahwa orang perlu memahami fakta dasar tentang SARS-CoV-2, virus yang menyebabkan COVID-19, untuk membuat keputusan perawatan kesehatan dan kebijakan publik yang terinformasi. Dua konsep dasar virologi mendapat banyak perhatian baru-baru ini – “dosis menular” dan “viral load” dari SARS-CoV-2.

Sebagai ahli virus influenza, ini adalah konsep yang sering kita pikirkan ketika mempelajari infeksi dan penularan virus pernapasan.

Apa itu 'dosis menular'?

Dosis infeksi adalah jumlah virus yang dibutuhkan untuk membangun infeksi. Tergantung pada virusnya, orang perlu terpapar sedikitnya 10 partikel virus – misalnya, untuk virus influenza – atau hingga ribuan agar virus manusia lainnya dapat terinfeksi.

Para ilmuwan tidak tahu berapa banyak partikel virus SARS-CoV-2 yang dibutuhkan untuk memicu infeksi. COVID-19 jelas sangat menular, tetapi ini mungkin karena sedikit partikel yang dibutuhkan untuk infeksi (dosis infeksinya rendah), atau karena orang yang terinfeksi melepaskan banyak virus di lingkungan mereka.

Apa itu 'viral load'?

Viral load adalah jumlah virus tertentu dalam sampel uji yang diambil dari seorang pasien. Untuk COVID-19, itu berarti berapa banyak genom virus yang terdeteksi dalam swab nasofaring dari pasien. Viral load mencerminkan seberapa baik virus bereplikasi pada orang yang terinfeksi. Viral load yang tinggi untuk SARS-CoV2 yang terdeteksi pada swab pasien berarti ada sejumlah besar partikel virus corona pada pasien.

Apakah viral load yang tinggi terkait dengan risiko pneumonia berat atau kematian yang lebih tinggi?

Secara intuitif mungkin masuk akal untuk mengatakan semakin banyak virus, semakin buruk penyakitnya. Namun pada kenyataannya situasinya lebih rumit.

Dalam kasus SARS atau influenza asli, apakah seseorang mengalami gejala ringan atau pneumonia tidak hanya bergantung pada seberapa banyak virus di paru-paru mereka, tetapi juga pada respons imun dan kesehatan mereka secara keseluruhan.

Saat ini tidak jelas apakah viral load SARS-CoV-2 dapat memberi tahu kita siapa yang akan terkena pneumonia berat. Dua penelitian di The Lancet melaporkan orang yang mengembangkan pneumonia yang lebih parah cenderung memiliki rata-rata viral load yang lebih tinggi ketika mereka pertama kali dirawat di rumah sakit.

Studi-studi ini juga melaporkan bahwa viral load tetap lebih tinggi selama lebih banyak hari pada pasien dengan penyakit yang lebih parah. Namun, perbedaannya tidak dramatis, dan orang dengan viral load yang sama terus mengembangkan penyakit ringan dan berat.

Lebih rumit lagi, penelitian lain menemukan bahwa beberapa pasien tanpa gejala memiliki viral load yang serupa dengan pasien dengan gejala COVID-19. Ini berarti bahwa viral load saja bukan merupakan prediktor yang jelas dari hasil penyakit.

Pertanyaan umum lainnya adalah apakah mendapatkan dosis virus yang lebih tinggi pada infeksi – misalnya, melalui kontak yang terlalu lama dengan orang yang terinfeksi, seperti pengalaman petugas kesehatan – akan mengakibatkan penyakit yang lebih parah. Saat ini, kami tidak tahu apakah ini masalahnya.

Apakah viral load yang tinggi meningkatkan kemampuan untuk menularkan virus ke orang lain?

Secara umum, semakin banyak virus yang Anda miliki di saluran udara Anda, semakin banyak Anda akan melepaskan saat Anda menghembuskan napas atau batuk, meskipun ada banyak variasi dari orang ke orang. Berbagai penelitian telah melaporkan bahwa pasien memiliki viral load virus corona tertinggi pada saat mereka didiagnosis.

Ini berarti bahwa pasien menularkan COVID-19 lebih efektif pada awal penyakit mereka, atau bahkan sebelum mereka tahu bahwa mereka sakit. Ini adalah berita buruk. Artinya, orang yang terlihat dan merasa sehat dapat menularkan virus ke orang lain.

Mengapa sulit menjawab pertanyaan mendasar tentang jumlah virus untuk SARS-CoV-2?

Biasanya, peneliti seperti kita menentukan karakteristik virus dari kombinasi studi eksperimental yang sangat terkontrol pada model hewan dan pengamatan epidemiologi dari pasien.

Tetapi karena SARS-CoV-2 adalah virus baru, komunitas peneliti baru saja mulai melakukan eksperimen terkontrol. Oleh karena itu, semua informasi yang kami peroleh berasal dari pengamatan pasien yang semuanya terinfeksi dengan cara yang berbeda, memiliki kondisi kesehatan dasar yang berbeda, dan memiliki usia dan jenis kelamin yang berbeda. Keragaman ini membuat sulit untuk membuat kesimpulan kuat yang akan berlaku untuk semua orang hanya dari data pengamatan.

Di mana ketidakpastian tentang viral load dan dosis infeksi meninggalkan kita?

Mempelajari viral load dan dosis infeksi mungkin penting untuk membuat keputusan yang lebih baik bagi penyedia layanan kesehatan. Bagi kita semua, terlepas dari viral load pasien atau dosis infeksi SARS-CoV-2, yang terbaik adalah mengurangi paparan virus dalam jumlah berapa pun, karena jelas virus ditularkan secara efisien dari orang ke orang.

Praktik jarak sosial saat ini dan kontak terbatas dengan sekelompok orang di ruang tertutup akan mengurangi penularan SARS-CoV-2. Selain itu, penggunaan masker akan mengurangi jumlah virus yang dilepaskan dari individu presiptomatik dan asimptomatik. Jadi tetap di rumah dan tetap aman.

[Dapatkan fakta tentang coronavirus dan penelitian terbaru. Mendaftar untuk buletin The Conversation.]

Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel aslinya.


Lonjakan virus corona COVID-19 menyimpan detail infektivitas

Beberapa temuan baru tentang bagaimana alat entri sel virus beroperasi dapat mempercepat desain vaksin, antibodi, antivirus, dan terapi lainnya.

Paku yang memahkotai virus corona baru yang menyebabkan pneumonia atipikal COVID-19 mengungkapkan bagaimana mereka menempel, menyatu, dan masuk ke sel. Analisis arsitektur spike dan mekanismenya menemukan kerentanan virus, dan mengungkapkan informasi lain yang dapat mendorong penemuan tindakan pencegahan terhadap virus ini.

Sebuah tim peneliti di Fakultas Kedokteran Universitas Washington dan Institut Penelitian Kanker Fred Hutchinson menggunakan mikroskop cryo-elektron dan metode investigasi lainnya dalam upaya ini. Mereka membantu menentukan struktur dan fungsi protein lonjakan SARS-CoV-2 dan afinitas pengikatan kimianya karena ini terkait dengan infeksi dan respons imun, dan dengan demikian memperoleh ide untuk memblokir masuknya virus ke sel.

Berbagai temuan mereka dipublikasikan sebagai laporan awal 20 Februari di bioRxiv, server pracetak untuk biologi. Penulis utamanya adalah Alexandra C. “Lexi” Walls, seorang rekan postdoctoral baru-baru ini, dan Young-Jun Park, seorang ilmuwan riset. Keduanya melakukan studi virus corona di lab David Veesler, penulis senior laporan dan asisten profesor biokimia di Fakultas Kedokteran UW.

“Lonjakan adalah bagian bisnis sejauh menyangkut entri virus,” jelas Veesler. “Ini bertanggung jawab tidak hanya untuk menempel pada permukaan sel inang, tetapi juga menyatukan virus dan membran sel inang untuk memungkinkan infeksi dimulai. Lonjakan ini juga merupakan target utama dari antibodi penetralisir, jadi ini sangat penting untuk desain vaksin dan terapi.”

Sementara para peneliti Seattle tanpa lelah memeriksa struktur dan fungsi lonjakan virus corona baru sejak tak lama setelah wabah penyakit, selama beberapa tahun terakhir mereka telah melakukan studi lonjakan serupa dari virus corona serius lainnya, termasuk jenis yang menyebabkan penyakit SARS (Severe Acute Sindrom Pernafasan) dan MERS (Sindrom Pernafasan Timur Tengah). Mereka juga mempelajari protein perlekatan dan fusi pada henipavirus Hendra dan Nipah yang dikandung kelelawar.

Satu temuan dalam penelitian terbaru mereka adalah deteksi antibodi penetral silang yang menghambat fusi seluler oleh SARS-CoV dan SARS-CoV-2, dan bahwa antibodi ini mungkin ditimbulkan oleh vaksinasi.

“Fakta bahwa antibodi yang ditimbulkan oleh protein lonjakan pada coronavirus SARS terkait juga menetralkan infeksi dengan yang baru ini merupakan langkah maju yang penting untuk menemukan antibodi dan merancang vaksin yang dapat memblokir kelompok virus corona ini,” kata Veesler. Ini dapat memberikan perlindungan luas terhadap beberapa patogen mirip SARS-CoV.

Kelompoknya juga menunjukkan bahwa reseptor permukaan sel, enzim pengubah angiotensin 2 (ACE2), dikenali oleh virus corona baru dan berfungsi sebagai titik akses ke sel manusia. Ini juga merupakan reseptor untuk SARS-CoV. Hasil penelitian sesuai dengan beberapa temuan serupa yang baru-baru ini dilaporkan oleh tim ilmiah lain yang menunjukkan ACE2 manusia adalah reseptor fungsional untuk virus baru.

Pekerjaan sebelumnya menunjukkan bahwa adaptasi protein lonjakan yang menyebabkan afinitas tinggi untuk reseptor ACE2 manusia mungkin terkait dengan tingkat keparahan penyakit coronavirus mirip SARS. Tim menunjukkan bahwa SARS-CoV-2 mengikat setidaknya seperti halnya SARS-CoV ke ACE2. Temuan ini mungkin membantu menjelaskan penyebaran virus corona baru yang efisien di antara manusia. Seperti beberapa virus corona lainnya, virus baru ini mungkin berasal dari hewan yang tetap menjadi reservoirnya, kemungkinan besar spesies kelelawar. Kemudian, mungkin melalui spesies hewan perantara yang berbeda, virus tersebut melompat ke manusia, dan dapat ditularkan antar manusia. Asal pasti dari penyakit coronavirus baru belum ditetapkan dengan pasti.

Dengan memeriksa dengan cermat struktur protein lonjakan virus corona baru, para peneliti menemukan sesuatu yang membedakannya dari virus corona terkait SARS lainnya. Walls mengatakan bahwa tim peneliti secara tak terduga menemukan situs pembelahan furin di batas antara dua subunit protein lonjakan pada virus corona yang baru muncul. Belum diketahui apakah perbedaan ini memperluas jenis sel yang dapat diinfeksi virus corona baru atau meningkatkan penularannya, dengan cara yang mungkin mirip dengan virus flu burung yang sangat patogen.

Secara keseluruhan, rincian yang terkandung dalam hasil yang dilaporkan dalam makalah minggu ini dapat membantu menjelaskan efisiensi virus corona baru dalam mengirimkan kode virusnya ke dalam sel manusia, dan penularannya yang cepat di antara manusia.


Peneliti struktur virus corona Lexi Walls di laboratorium biokimia.

Saat ini, tidak ada pencegahan atau perawatan khusus yang disetujui (selain terapi eksperimental) yang dapat diarahkan pada virus corona baru.

“Tujuan akhir kami adalah jika pekerjaan kami dapat berkontribusi sebagai langkah menuju vaksin, antivirus, atau terapi apa pun yang saat ini belum ada,” kata Walls, dan menambahkan bahwa akan luar biasa jika upaya ilmiah timnya dapat menjadi langkah untuk membantu orang dengan cara itu.

Veesler menggambarkan Walls and Park dan yang lainnya dalam tim sebagai “ilmuwan luar biasa yang telah bekerja hampir 24 jam sehari di lab selama sebulan terakhir untuk mendapatkan hasil yang luar biasa ini” untuk berkontribusi memajukan bidang penelitian virus corona dan untuk mengatasi masalah saat ini. darurat kesehatan masyarakat.

Parks mengakui bahwa waktunya lama, tetapi itu tidak masalah karena dia termotivasi di lab oleh apa yang harus dihadapi pasien di tengah epidemi.

“Inilah yang kami dan laboratorium lain lakukan untuk memerangi virus ini, dan kemunculan serta penyebaran virus corona di masa depan yang mungkin terjadi, seperti halnya virus lain yang ditemukan di satwa liar. Kami hanya harus bekerja untuk mempersiapkannya, ”kata Veesler.

Studi ini didukung oleh National Institutes of General Medical Sciences (R01GM120553), National Institutes of Allergy and Infectious Diseases (HHSN272201700059C), Pew Biomedical Scholars Award, dan Investigators in Pathogenesis of Infectious Disease Award dari Burroughs Wellcome Fund, the Open Yayasan Filantropi, dan Institut Pasteur.

Para peneliti menyatakan bahwa mereka tidak memiliki kepentingan keuangan yang bersaing.


Studi mengidentifikasi perubahan genetik yang memungkinkan SARS-CoV-2 melompat dari kelelawar ke manusia

Kelelawar tapal kuda. Kredit: orientalisasi di Flickr

Sebuah studi baru, yang melibatkan University of Cambridge dan dipimpin oleh Pirbright Institute, telah mengidentifikasi perubahan genetik utama pada SARS-CoV-2—virus yang menyebabkan COVID-19—yang mungkin bertanggung jawab atas lompatan dari kelelawar ke manusia, dan menetapkan hewan mana yang memiliki reseptor seluler yang memungkinkan virus memasuki sel mereka dengan paling efektif.

Adaptasi genetik yang diidentifikasi serupa dengan yang dibuat oleh SARS-CoV—yang menyebabkan epidemi SARS 2002-2003—ketika beradaptasi dari kelelawar untuk menginfeksi manusia. Ini menunjukkan bahwa mungkin ada mekanisme umum di mana keluarga virus ini bermutasi untuk berpindah dari hewan ke manusia. Pemahaman ini dapat digunakan dalam penelitian selanjutnya untuk mengidentifikasi virus yang beredar pada hewan yang dapat beradaptasi menginfeksi manusia (dikenal sebagai zoonosis) dan berpotensi menimbulkan ancaman pandemi.

"Studi ini menggunakan platform yang tidak menular dan aman untuk menyelidiki bagaimana perubahan protein lonjakan memengaruhi masuknya virus ke dalam sel-sel hewan liar, ternak, dan hewan pendamping yang berbeda, sesuatu yang perlu terus kami pantau dengan cermat karena varian SARS-CoV-2 tambahan muncul di beberapa bulan mendatang," kata Dr. Stephen Graham dari Departemen Patologi Universitas Cambridge, yang terlibat dalam penelitian tersebut.

Pada epidemi SARS 2002-2003, para ilmuwan mampu mengidentifikasi isolat yang terkait erat pada kelelawar dan musang—di mana virus tersebut diperkirakan telah beradaptasi untuk menginfeksi manusia. Namun, dalam wabah COVID-19 saat ini para ilmuwan belum mengetahui identitas inang perantara atau memiliki sampel serupa untuk dianalisis. Tetapi mereka memiliki urutan virus corona kelelawar terkait yang disebut RaTG13 yang memiliki kesamaan 96 persen dengan genom SARS-CoV-2. Studi baru membandingkan protein lonjakan kedua virus dan mengidentifikasi beberapa perbedaan penting.

SARS-CoV-2 dan virus corona lainnya menggunakan protein lonjakan mereka untuk masuk ke sel dengan mengikat reseptor permukaannya, misalnya ACE2. Seperti gembok dan kunci, protein spike harus dalam bentuk yang tepat agar sesuai dengan reseptor sel, tetapi reseptor setiap hewan memiliki bentuk yang sedikit berbeda, yang berarti protein spike mengikat beberapa lebih baik daripada yang lain.

Untuk memeriksa apakah perbedaan antara SARS-CoV-2 dan RaTG13 ini terlibat dalam adaptasi SARS-CoV-2 pada manusia, para ilmuwan menukar wilayah ini dan memeriksa seberapa baik protein lonjakan yang dihasilkan ini mengikat reseptor ACE2 manusia—menggunakan metode yang tidak melibatkan penggunaan virus hidup.

Hasilnya, dipublikasikan di jurnal Biologi PLOS, menunjukkan lonjakan SARS-CoV-2 yang mengandung wilayah RaTG13 tidak dapat mengikat reseptor ACE2 manusia secara efektif, sedangkan lonjakan RaTG13 yang mengandung wilayah SARS-CoV-2 dapat mengikat lebih efisien ke reseptor manusia—walaupun tidak pada tingkat yang sama dengan SARS yang tidak diedit. -CoV-2 lonjakan protein. Ini berpotensi menunjukkan bahwa perubahan serupa pada protein lonjakan SARS-CoV-2 terjadi secara historis, yang mungkin memainkan peran kunci dalam memungkinkan virus melompati penghalang spesies.

Para peneliti juga menyelidiki apakah protein lonjakan SARS-CoV-2 dapat mengikat reseptor ACE2 dari 22 hewan berbeda untuk memastikan hewan mana yang rentan terhadap infeksi. Mereka menunjukkan bahwa reseptor kelelawar dan burung membuat interaksi terlemah dengan SARS-CoV-2. Kurangnya pengikatan pada reseptor kelelawar menambah bobot pada bukti bahwa SARS-CoV-2 kemungkinan mengadaptasi protein lonjakannya ketika melompat dari kelelawar ke manusia, mungkin melalui inang perantara.

Reseptor ACE2 anjing, kucing, dan sapi diidentifikasi sebagai interaksi terkuat dengan protein lonjakan SARS-CoV-2. Masuknya secara efisien ke dalam sel dapat berarti bahwa infeksi mungkin lebih mudah terjadi pada hewan-hewan ini, meskipun pengikatan reseptor hanyalah langkah pertama dalam transmisi virus antara spesies hewan yang berbeda.

“Seperti yang kita lihat dengan wabah di peternakan cerpelai Denmark tahun lalu, penting untuk memahami hewan mana yang dapat terinfeksi oleh SARS-CoV-2 dan bagaimana mutasi pada protein lonjakan virus mengubah kemampuannya untuk menginfeksi spesies yang berbeda,” kata Graham.

Kerentanan hewan terhadap infeksi dan kemampuan selanjutnya untuk menginfeksi orang lain bergantung pada berbagai faktor—termasuk apakah SARS-CoV-2 mampu bereplikasi begitu berada di dalam sel, dan kemampuan hewan untuk melawan virus. Studi lebih lanjut diperlukan untuk memahami apakah ternak dan hewan pendamping dapat menerima infeksi COVID-19 dari manusia dan bertindak sebagai reservoir untuk penyakit ini.


Seleksi alam

Alam memilih di antara berbagai individu berdasarkan kemampuan mereka untuk bertahan hidup dan bereproduksi — apakah itu mangsa yang menghindari pemangsa atau virus yang lolos dari sistem kekebalan. Tekanan selektif dari lingkungan itulah yang dapat memaksa populasi organisme untuk beradaptasi, mendorong evolusi melalui seleksi alam.

Beberapa penelitian telah melacak evolusi varian SARS-CoV-2 pada orang yang terinfeksi kronis. Dalam kasus seperti itu, peneliti mengambil sampel dari setiap pasien dan membaca urutan dalam kumpulan gen virus untuk mendeteksi keberadaan mutan baru saat mereka muncul. Melalui pengambilan sampel dan pengurutan berulang, para ilmuwan telah mengidentifikasi varian yang akan menyediakan bahan baku untuk seleksi alam.

Satu studi, yang dipimpin oleh Adam Lauring dari University of Michigan di Ann Arbor, menggambarkan kasus seorang pria berusia 60 tahun dengan riwayat limfoma – kanker kelenjar getah bening, yang mencegah sel-B sistem kekebalan membuat antibodi.

Selama empat bulan, pasien yang mengalami gangguan kekebalan itu keluar-masuk rumah sakit tiga kali karena Penyakit Coronavirus, dan infeksi yang berkepanjangan itu memungkinkan akumulasi mutasi yang stabil. Sembilan mutasi menjadi lazim (atau 'tetap') pada populasi virus antara hari 93 dan 106.

Fakta bahwa pria itu berulang kali dirawat kembali membuat pasien lain berisiko terkena Covid karena ia akan terus melepaskan partikel virus. Seperti yang disimpulkan oleh penelitian di Michigan, "Kasus ini menyoroti tantangan dalam mengelola host yang mengalami gangguan kekebalan, yang dapat bertindak sebagai penumpah dan sumber penularan yang persisten."

Studi lain, yang dipimpin oleh Ravindra Gupta di Universitas Cambridge, melacak evolusi SARS-CoV-2 selama pengobatan seorang pria yang mengalami imunosupresi di usia 70-an. Kumpulan gen virus pasien diurutkan 23 kali selama 101 hari, sehingga nasib mutasi dapat diikuti secara rinci. Dia dirawat dengan remdesivir (tidak efektif) dan plasma konvalesen yang mengandung antibodi dari seseorang yang sembuh dari Covid.

Terapi penyembuhan menyebabkan munculnya varian dengan mutasi D796H dan penghapusan dua asam amino — H69/ΔV70 — dalam protein lonjakan, yang digunakan virus corona untuk masuk ke dalam sel. Menurut penelitian, mutan itu menjadi varian dominan setelah kompetisi di antara varian pasien — evolusi melalui seleksi alam.

Studi Cambridge juga menggunakan virus buatan untuk menunjukkan bahwa mutasi D796H membuat protein lonjakan kurang rentan untuk dinetralkan oleh antibodi yang cocok tetapi juga kurang efektif dalam menyerang sel, sedangkan penghapusan H69/ΔV70 tampaknya mengimbanginya dengan memulihkan kemampuan virus untuk mengikat. permukaan sebuah sel.

Menariknya, H69/ΔV70 juga telah dihapus dalam varian B.1.1.7, yang tampaknya memiliki transmisibilitas 50-70% lebih tinggi dibandingkan dengan virus tipe liar. Jadi, seperti pada pasien imunosupresi, penghapusan mungkin disukai oleh seleksi alam karena membuat varian menjadi lebih menular dan menyebar.

Berdasarkan penelitian yang dipimpin oleh Tanya Golubchik dari Universitas Oxford, kabar baiknya adalah mutasi yang mungkin membantu virus corona sangat jarang muncul. Menurut penelitian, yang menggunakan pengurutan untuk mengukur keragaman genetik di 1313 orang Inggris, kebanyakan orang membawa varian yang berbeda - tetapi hanya satu atau dua per orang.

Studi Oxford juga meneliti penularan antara orang-orang yang melakukan kontak rutin – di rumah yang sama – dan menemukan bahwa sebagian besar varian hilang sebelum menyebar. Hasil itu menunjukkan sebagian besar mutasi baru yang berpotensi berbahaya adalah jalan buntu evolusioner yang dihancurkan oleh sistem kekebalan.

Lingkungan di dalam Anda — tubuh manusia — bisa terlalu keras untuk virus Corona.


COVID-19 Bermutasi dan Studi Penelitian Scripps Mengungkapkan Virus Corona Bisa Menjadi Lebih Menular

Sementara pandemi COVID-19 terus menyebar ke seluruh Amerika Serikat dan seluruh dunia, penelitian baru menunjukkan bahwa mutasi genetik yang akan datang dalam virus corona SARS-CoV-2 dapat membuatnya jauh lebih berbahaya daripada yang sudah ada. Temuan ini memiliki implikasi signifikan bagi laboratorium klinis yang melakukan pengujian COVID-19 dan in vitro perusahaan diagnostik (IVD) yang mengembangkan dan memproduksi tes untuk COVID-19.

Mutasi, yang disebut D614G, akan memberi virus corona lonjakan yang lebih kuat yang akan meningkatkan kemampuannya untuk menempel dan menginfeksi sel. Itu menurut sebuah penelitian yang dilakukan di The Scripps Research Institute (Scripps) di Jupiter, Florida, yang menemukan bahwa virus corona yang bermutasi mungkin 10 kali lebih menular daripada jenis aslinya.

“Virus dengan mutasi ini jauh lebih menular daripada yang tidak bermutasi dalam sistem kultur sel yang kami gunakan,” kata Hyeryun Choe, PhD, Profesor, Departemen Imunologi dan Mikrobiologi, Scripps Research, dan penulis senior studi tersebut, dalam sebuah Scripps. rilis berita.

Choe dan Michael Farzan, PhD, ketua bersama dan profesor di Departemen Imunologi di Scripps Research, turut menulis penelitian ini, berjudul, “Mutasi D614G pada Protein Spike SARS-Cov-2 Mengurangi Penumpahan S1 dan Meningkatkan Infektivitas.” Karya mereka saat ini sedang ditinjau oleh rekan sejawat dan dapat diunduh di bioRxiv.

Virus Corona yang Lebih Fleksibel dan Kuat Mungkin Akan Datang

Para peneliti menemukan bahwa partikel virus corona yang mengandung mutasi cenderung memiliki lonjakan fungsional empat hingga lima kali lebih banyak daripada partikel tanpa mutasi. Paku memungkinkan virus untuk mengikat sel lebih mudah. Penelitian menunjukkan bahwa semakin besar jumlah lonjakan fungsional pada permukaan virus, semakin besar fleksibilitas dan potensi virus corona.

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 Waktu New York 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, Universitas Cambridge and Meng Wang, Cancer Research UK Clinician Scientist Fellow, Universitas Cambridge

Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel aslinya.


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 Perbatasan dalam Imunologi.

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.



Komentar:

  1. Daitaxe

    Pertanyaan yang sangat lucu

  2. Esmak

    Jumlah poin tertinggi tercapai. Dalam hal ini tidak ada ide yang bagus. Saya setuju.

  3. Ruadson

    You were visited with simply magnificent idea

  4. Brandan

    Hormat kepada penulis dan terima kasih banyak !!!

  5. Burbank

    luar biasa, ide yang sangat berharga



Menulis pesan