Протеомный анализ выявляет новые фенотипы, связанные с тяжестью COVID-19 в циркулирующих иммунных клетках.

В недавнем исследовании, опубликованном на medRxiv* сервер препринтов, исследователи использовали протеомный анализ для выявления новых фенотипов иммунных клеток, связанных с тяжелой коронавирусной болезнью 2019 года (COVID-19). Кроме того, они выявили кумулятивную дисрегуляцию иммунных клеток при прогрессирующем заболевании.

Исследование: протеомный анализ циркулирующих иммунных клеток выявляет новые клеточные фенотипы, связанные с тяжестью COVID-19.  Изображение предоставлено: CROCOTHERIE / Shutterstock
Исследование: протеомный анализ циркулирующих иммунных клеток выявляет новые клеточные фенотипы, связанные с тяжестью COVID-19. Изображение предоставлено: CROCOTHERIE / Shutterstock

Фон

Сывороточные белки, такие как С-реактивный белок (СРБ) и D-димеры, дают неспецифическую и ограниченную прогностическую информацию у пациентов с тяжелым острым респираторным синдромом, вызванным коронавирусом 2 (SARS-CoV-2). Таким образом, необходим объективный анализ тотальных и плазматических протеомов мононуклеарных клеток периферической крови (МКПК). Это упражнение потенциально может привести к открытию новых клеточных фенотипов, связанных с прогрессированием COVID-19. Используя эти маркеры, клиницисты могут оценивать пациентов в режиме реального времени и смягчать специфическую иммунопатологию пациента посредством ранних терапевтических вмешательств.

Следует отметить, что в большинстве случаев в организме вырабатывается эффективный иммунный ответ, который обеспечивает элиминацию SARS-CoV-2, не проявляя симптомов или проявляя легкие симптомы. Однако у пациентов с тяжелым заболеванием развивается сверхактивный иммунный ответ, характеризующийся повышенным уровнем провоспалительных факторов, таких как интерлейкин-6 (ИЛ-6) и фактор некроза опухоли (ФНО). Возникающее в результате повреждение тканей и тромбоз приводят к острому респираторному дистресс-синдрому, органной недостаточности и смерти.

Об исследовании

В текущем исследовании исследователи взяли образцы крови у нескольких здоровых людей и 33 непривитых людей с острой инфекцией SARS-CoV-2, чтобы собрать их мононуклеарные клетки периферической крови (PBMC), охватывающие спектр тяжести COVID-19. Кроме того, они объединили данные секвенирования рибонуклеиновой кислоты (RNA-seq) и проточной цитометрии (FC) от одних и тех же доноров, чтобы определить комплексный мультиомический профиль для каждого уровня тяжести COVID-19.

Результаты исследования

Основным выводом исследования было прогрессивное повышение экспрессии определенных белков несколькими иммунными клетками по мере увеличения тяжести заболевания, например, дифференцирующимися Т-клетками (CD4+) и неклассическими моноцитами. В настоящем исследовании протеомные профили РВМС заметно изменились при прогрессировании COVID-19 от легкой до тяжелой степени, что согласуется с наблюдениями, полученными в ходе предыдущих исследований транскриптома цельной крови и протеома плазмы. Кроме того, исследователи наблюдали весьма значительное обогащение терминов, связанных с микробной защитой, среди активированных клеточных белков во время тяжелой формы COVID-19.

Метаданные пациентов задокументировали появление сепсисоподобного состояния, приводящего к иммунопатологии COVID-19. Кроме того, у пациентов с легкой формой заболевания наблюдалась избирательная активация канонических интерферон-стимулируемых генов (ISG), таких как семейства IFIT и Mx. Примечательно, что команда получила образцы для исследования в результате нормализованного по времени транскриптомного анализа большей когорты. Анализ этих образцов показал, что РВМС от тяжелобольных пациентов с COVID-19, собранных относительно вскоре после появления симптомов, также демонстрировали повышенную экспрессию интерферон-стимулируемого гена (ISG), которая затем снизилась.

Ecwid by Lightspeed

Incinerator for governmental organizations, non-profit organizations, international contractors, logistics organizations, military, pet cremation business owners, etc. including war zone like Iraq, Afghanistan, Somalia, South Sudan.

Исследователи наблюдали аналогичную тенденцию для доноров, отобранных на ранних стадиях инфекции. Профилирование протеома РВМС плазматической мембраны выявило повышенную экспрессию следующих белков с иммунорегуляторными функциями:

i) представители 1, 6 и 8 молекул клеточной адгезии, относящихся к семейству карциноэмбриональных антигенов (CEACAM). Эти иммуноглобулины (Ig)-подобные поверхностные гликопротеины присутствуют в различных типах клеток. Они образуют гомофильные и гетерофильные взаимодействия со связывающими белками, участвующими во многих клеточных процессах (например, клеточной адгезии).

ii) CD177, поверхностный гликопротеин, родственный гликозилфосфатидилинозитолу (GPI), который считается маркером нейтрофилов.

iii) CD63, биомаркер активации тромбоцитов и Т-клеток и дегрануляции гранулоцитов.

iv) CD89, фрагмент кристаллизуемого (Fc) рецептора, экспрессируемый на нейтрофилах и моноцитах, который связывается с иммунными комплексами IgA и CRP, инициируя активацию клеток и высвобождение цитокинов. Он также борется с бактериальным сепсисом.

Любопытно, что когда они одновременно экспрессируются на CD4+ Т-лимфоцитах, экспрессия CEACAM 6 и 8, CD177 и CD89 представляет собой уникальный фенотип. Экспрессия CD177, возможно, облегчает миграцию в критические ткани и активацию клеток во время инфекции. Интересно, что активация CD89 играет роль в бактериальном сепсисе. Таким образом, возможно, что неканонический, но похожий фенотип также развивается в популяции CD4+ T-клеток во время тяжелой формы COVID-19.

Кроме того, исследователи наблюдали явное изменение фенотипа тромбоцитов у пациентов с тяжелой формой COVID-19 со значительным увеличением активированных CD61+CD62P+ и неактивированных CD61+CD62P- тромбоцитов и повышенной экспрессией CD63.

Исследователи также определили популяцию тромбоцитов CD62P, которые совместно регулируют CD177, CD89 и CEACAM 1, 6 и 8 на высоких уровнях. Экспрессия этих факторов на тромбоцитах, моноцитах и ​​нейтрофилах может представлять собой механизм, облегчающий межклеточные контакты и образование тромботических агрегатов. Более того, независимо от антигенной специфичности, популяция Т-клеток CD4+, вероятно, представляет собой еще один пример иммунной дисрегуляции при тяжелом течении COVID-19. В соответствии с предыдущими сообщениями, данные исследования указывают на нарушения в миелоидном компартменте, фенотипирование которых показало значительную активацию CEACAM 1, 6 и 8 на небольшой популяции клеток CD16+CD14- и CEACAM8 на клетках CD14+CD16-.

Наконец, данные исследования выявили повышенное количество незрелых про- или пре-нейтрофилов (LDN) низкой плотности, связанное с дисфункциональной иммуносупрессивной средой во время тяжелой формы COVID-19. LDN мигрируют с PBMC при изоляции в градиенте плотности, в отличие от своих зрелых аналогов. Кроме того, они обычно выделяются при инфекциях, сепсисе и аутоиммунных состояниях посредством экстренного миелопоэза. Взятые вместе, наблюдаемая повышенная экспрессия членов семейства CEACAM и CD177 на тромбоцитах и ​​экспрессия CEACAM на классических и неклассических моноцитах могут быть репрезентативными для другого механизма образования патологических агрегатов тромбоциты-моноциты.

вывод

Исследование продемонстрировало заметное ремоделирование состава циркулирующих иммунных клеток во время тяжелой формы COVID-19. Распознавание новых клеточных фенотипов, выявленных у людей с тяжелым течением COVID-19 или у них с ним развивается, может открыть новые возможности для расширения понимания механизмов, лежащих в основе иммунопатологии COVID-19. Однако необходимы дополнительные лонгитюдные исследования, чтобы определить их прогностическую ценность и потенциальное участие в длительных симптомах COVID.

*Важное замечание

medRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны считаться окончательными, определять клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.

Source link

Categories:

Recent Posts

Ecwid by Lightspeed