In einer großen wissenschaftlichen Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Zelle, Wissenschaftler an der UNC School of Medicine und der UNC Gillings School of Global Public Health zeichnet sich der spezifischen Möglichkeiten, in denen SARS-CoV-2—der Corona-Virus, dass Ursachen COVID-19—infiziert, die Nasenhöhle zu einem großen Grad—Replikation spezifische Zelltypen—und infiziert und repliziert zunehmend weniger gut in die Zellen tiefer in die Atemwege, einschließlich der Lunge.
Die Befunde legen nahe, das virus neigt dazu, sich fest etabliert zunächst in der Nasenhöhle, aber in einigen Fällen das virus wird abgesaugt, in die Lunge, wo es kann dazu führen, mehr schwere Krankheit, einschließlich potenziell tödliche Lungenentzündung.
„Wenn die Nase ist der dominierende erste Seite aus, die Infektionen der Lunge werden entkernt, dann die weit verbreitete Verwendung von Masken zum Schutz der Nasengänge, sowie therapeutische Strategien, die Viren in der Nase, wie Nasenspülungen oder antiviralen Nasensprays, von Vorteil sein könnte,“ sagte Studie co-senior-Autor Richard Boucher, MD, James C. Moeser Eminent Distinguished Professor für Medizin und Direktor des Marsico Lungen-Institut an der UNC School of Medicine.
Die anderen co-senior-Autor der Studie war Ralph Baric, Ph. D., William R. Kenan Distinguished Professor für Epidemiologie an der UNC Gillings School of Public Health.
„Dies ist eine bahnbrechende Studie, die zeigt, neue und unerwartete Einblicke in die Mechanismen, die Regeln, Krankheitsverlauf und Schweregrad nach SARS-CoV-2-Infektion“, sagte Baric, der hält auch ein Mikrobiologie-Fakultät-Termin in der UNC School of Medicine. „Darüber hinaus beschreiben wir eine neue reverse genetische Plattform für SARS-CoV-2 ermöglicht uns die Herstellung von Schlüssel-Indikator Viren, die Unterstützung der nationalen Impfstoff Bemühungen Zielen auf die Kontrolle der Ausbreitung und der schwere der diese schreckliche Krankheit.“
SARS-CoV-2 zunächst verursacht Ausbrüche Ende 2019 in China und auf der ganzen Welt verbreitet, infizieren fast 6 Millionen Menschen und tötete mehr als 350.000. Die Vereinigten Staaten fast ein Drittel dieser Infektionen und Todesfälle.
Der UNC-Chapel Hill-team in Ihrer Studie gesucht, um besser zu verstehen, eine Reihe von Dinge über das virus, einschließlich die Zellen in den Atemwegen, die er infiziert, und wie wird es in die Lunge der Patienten entwickeln eine Lungenentzündung.
In einer Reihe von Labor-Experimenten, verwendeten die Forscher verschiedene Isolaten des SARS-CoV-2, um zu sehen, wie effizient Sie infizieren könnten kultivierten Zellen aus den verschiedenen teilen des menschlichen Atemwege. Sie fanden ein markantes Muster von kontinuierlicher Veränderung, oder den Verlauf, ausgehend von einem relativ hohen Infektiosität von SARS-CoV-2 in Zellen, die Auskleidung der Nasengänge, zu weniger Infektiosität in den Zellen entlang der Kehle und der Bronchien, relativ geringe Infektiosität in Lungenzellen.
Die Wissenschaftler fanden auch, dass, ACE2—die Zelle Oberfläche Rezeptoren, die das virus nutzt, um in Zellen—mehr war reichlich auf Nasen-lining Zellen und weniger reichlich auf der Oberfläche der unteren Atemwege Zellen. Dieser Unterschied könnte erklären, zumindest zum Teil, warum die oberen Atemwege, Nasen-Futter-Zellen wurden anfälliger für Infektionen.
Andere Experimente konzentrierte sich auf die TMPRSS2 und furin, zwei protein-Spaltung Enzyme gefunden, die auf vielen menschlichen Zellen. Es wird angenommen, dass SARS-CoV-2 verwendet diese zwei Enzyme, die zu re-Form, key-virus-Proteine und geben Sie die menschlichen Zellen. Die Experimente bestätigten, dass, wenn diese menschliche Enzyme sind reichlich vorhanden, diese Besondere Corona-Virus hat eine erhöhte Fähigkeit, sich zu infizieren Zellen und Kopien von sich selbst machen.
Die Forscher fanden heraus, dass das virus infizieren können airway-Futter-Zellen, die sogenannten Epithelzellen, und in einem begrenzten Umfang die alle wichtigen „pneumocyte“ Lungen-Zellen, die helfen transfer eingeatmeten Sauerstoff in den Blutkreislauf. Aber SARS-CoV-2 infiziert, fast keine anderen Zellen der Atemwege.
Faszinierend, das virus nicht infizieren airway-Futter-Zellen, die sogenannten club-Zellen, trotz der Tatsache, dass diese Zellen exprimieren sowohl ACE2 und TMPRSS2. Darüber hinaus werden die gleichen Arten von Atemwegs-Epithelzellen aus menschlichen Spendern, vor allem unteren Atemwege Epithelzellen, waren sehr unterschiedlich in Ihrer Anfälligkeit für Infektionen. Solche Befunde lassen vermuten, dass es unentdeckte Faktoren in Zellen der Atemwege, die helfen, bestimmen den Verlauf der Infektion in den Einzelpersonen—einen Kurs bekannt zu stark variieren, von mild oder gar keine Symptome alle Weg, atemversagen und Tod.
Das team kartiert die Webseiten von Corona-Virus-Infektion in der Lunge von einigen Leuten, die gestorben war von COVID-19, und gefunden, dass diese Seiten zeigten eine Art von patchiness und andere Merkmale, die konsistent mit der Hypothese, dass diese Seiten stammen von der Infektion höher in die Atemwege.
Die Hypothese, dass eine aspiration von oralen Inhalt in den Lungen ist ein wesentlicher Beitrag zu COVID-19 Lungenentzündung ist konsistent mit der Beobachtung, dass Menschen bei höheren Risiko für schwere Lungen-Krankheiten—ältere Menschen, übergewichtige und Diabetiker sind anfälliger für Ehrgeiz, vor allem nachts.
Das team fand auch, dass die zuvor beschriebenen einzelnen Antikörper neutralisieren die ursprüngliche SARS-coronavirus von 2002 und dem MERS-coronavirus, das verbreitet wurde langsam in den Nahen Osten seit 2012 nicht neutralisieren SARS-CoV-2. Allerdings Blutserum von zwei der fünf SARS 2002 zeigten die Patienten eine low-level, aber signifikante Fähigkeit zur Neutralisierung von SARS-CoV-2-Infektiosität in kultivierten Zellen. Diese Daten legen nahe, dass Menschen, die ausgesetzt worden sind, andere Coronaviren tragen können einige andere Arten von Antikörper in Ihrem Blut, dass mindestens teilweiser Schutz gegen SARS-CoV-2.
„Diese Ergebnisse, über einige neuartige und innovative Methodik, eröffnen neue Richtungen für zukünftige Studien zu SARS-C0V-2, kann guide therapeutische Entwicklung und die Verfahren für die Verringerung der übertragung und der schwere der COVID-19,“, sagte James Kiley, Leiter der Abteilung für Lungenkrankheiten an der National Heart, Lung und Blut-Institut, Teil der Nationalen Institute der Gesundheit.