Care ar considera Darwin cea mai bună adaptare pentru a proteja împotriva coronavirusului? Rolbos

Charles Darwin a popularizat conceptul de supraviețuire a celui mai potrivit ca mecanism care stă la baza selecției naturale care conduce evoluția vieții. Organismele cu gene mai potrivite mediului sunt selectate pentru supraviețuire și le transmit generației următoare.

Astfel, atunci când o nouă infecție pe care lumea nu a mai văzut-o niciodată, izbucnește, procesul de selecție naturală începe din nou.

În contextul pandemiei coronavirusului, cine este „cel mai potrivit”?

Aceasta este o întrebare provocatoare. Dar ca imunologie cercetători la Universitatea din Carolina de Sud, putem spune că un lucru este clar: fără opțiuni de tratament eficiente, supraviețuirea împotriva infecției cu coronavirus depinde complet de răspunsul imun al pacientului.

Am lucrat la modul în care răspunsul imun este o sabie cu două tăișe - pe de o parte ajută gazda să lupte împotriva infecțiilor, în timp ce pe de altă parte provoacă daune semnificative sub formă de boli autoimune.

Darwin a recunoscut că cintezele cu ciocuri adaptate la sursele specifice de hrană prezente pe o insulă au mai multe șanse să supraviețuiască și să-și transmită genele următoarei generații. Păsările cu ciocurile potrivite au fost definite ca fiind cele mai potrivite. Photos.com

Cele două faze ale răspunsului imun

Răspunsul imun este ca o mașină. Pentru a ajunge la o destinație în siguranță, aveți nevoie atât de un accelerator (faza 1), cât și de o frână (faza 2) care funcționează bine. Eșecul în oricare dintre ele poate avea consecințe semnificative.

Un răspuns imun eficient împotriva unui agent infecțios stă în echilibrul delicat al celor două faze de acțiune. Când un agent infecțios atacă, corpul începe faza 1, care promovează inflamația - o stare în care o varietate de celule imune se adună la locul infecției pentru a distruge agentul patogen.

Aceasta este urmată de faza 2, în timpul căreia celulele imune numite celule T reglatoare suprimă inflamația, astfel încât țesuturile infectate să se vindece complet. O deficiență în prima fază poate permite creșterea necontrolată a agentului infecțios, cum ar fi un virus sau bacterii. Un defect în a doua fază poate declanșa inflamații masive, leziuni tisulare și moarte.

Coronavirusul infectează celulele prin atașarea la un receptor numit enzima de conversie a angiotensinei 2 (ACE2), care este prezent în multe țesuturi din corp, inclusiv în tractul respirator și sistemul cardiovascular. Această infecție declanșează un răspuns imunitar de fază 1, în care celulele B producătoare de anticorpi pompează anticorpi neutralizanți care se pot lega de virus și îi pot împiedica atașarea la ACE2. Acest lucru inhibă virusul de a infecta mai multe celule.

În timpul fazei 1, produc și celulele imune citokine, un grup de proteine ​​care recrutează alte celule imune, precum și combate infecțiile. De asemenea, se alătură celulelor T ucigașe care distrug celulele infectate cu virus, împiedicând virusul să se replice.

Dacă sistemul imunitar este compromis și funcționează slab în timpul fazei 1, virusul se poate reproduce rapid. Persoanele cu sistem imunitar compromis includ vârstnici, beneficiari de transplant de organe, pacienți cu boli autoimune, pacienți cu cancer supuși chimioterapiei și persoane care se nasc cu boli de imunodeficiență. Este posibil ca mulți dintre acești indivizi să nu producă suficienți anticorpi sau celule T ucigașe pentru a contracara virusul, ceea ce permite virusului să se înmulțească necontrolat și să provoace o infecție severă.

Model molecular al unei proteine ​​cu vârf (S) coronavirus (roșu) legată de un receptor al enzimei de conversie a angiotensinei 2 (ACE2) (albastru) pe o celulă umană. Odată ajuns în celulă, virusul folosește mașinile celulelor pentru a face mai multe copii ale sale. JUAN GAERTNER / BIBLIOTECA FOTO ȘTIINȚĂ

Leziunea pulmonară rezultată din inflamație

Replicarea crescută a SARS-CoV-2 declanșează complicații suplimentare în plămâni și alte organe.

În mod normal, există o gamă largă de microorganisme, atât dăunătoare, cât și benigne, care trăiesc în armonie în plămâni. Cu toate acestea, pe măsură ce coronavirusul se răspândește, este probabil ca infecția și inflamația care rezultă să perturbe acest echilibru, permițând să domine bacteriile dăunătoare prezente în plămâni. Acest lucru duce la dezvoltarea pneumoniei, în care sacii aerieni ai plămânilor, numiți alveole, se umplu cu lichid sau puroi, ceea ce face dificilă respirația.

Când alveolele, locul în care oxigenul este absorbit și dioxidul de carbon este expulzat, este umplut cu lichid, există mai puțin spațiu pentru a absorbi oxigenul. ttsz / Getty Images

Acest lucru declanșează inflamații suplimentare în plămâni, ducând la sindromul de detresă respiratorie acută (ARDS), care este observată la o treime dintre pacienții cu COVID-19. Sistemul imunitar, incapabil să controleze infecția virală și alți agenți patogeni emergenți în plămâni, creează un răspuns inflamator și mai puternic prin eliberarea de mai multe citokine, o afecțiune cunoscută sub numele de „furtună de citokine”.

În acest stadiu, este, de asemenea, probabil ca răspunsul imun al fazei 2 care vizează suprimarea inflamației să eșueze și să nu poată controla furtuna de citokine. Astfel de furtuni de citokine pot declanșa focul prietenos - substanțe chimice distructive, corozive menite să distrugă celulele infectate care sunt eliberate de celulele imune ale corpului, ceea ce poate duce la deteriorarea gravă a plămânilor și a altor organe.

De asemenea, deoarece ACE2 este prezent în tot corpul, celulele T ucigașe din faza 1 pot distruge celulele infectate cu virus în mai multe organe, provocând distrugeri mai răspândite. Astfel, pacienții care produc citokine excesive și celule T pot muri din cauza rănirii nu numai a plămânilor, ci și a altor organe, cum ar fi inima și rinichii.

Acțiunea de echilibrare a sistemului imunitar

Scenariul de mai sus ridică mai multe întrebări cu privire la prevenirea și tratamentul COVID-19. Pentru că majoritatea oamenilor se recuperează după infecția cu coronavirus, este probabil ca un vaccin care declanșează anticorpi neutralizanți și celule T să blocheze virusul să pătrundă în celule și să se replice este probabil să aibă succes. Cheia unui vaccin eficient este că nu declanșează inflamații excesive.

În plus, la pacienții care trec la o formă mai severă, cum ar fi ARDS și furtuna de citokine, care este adesea letală, există o nevoie urgentă de noi antiinflamatoare. Aceste medicamente pot suprima în general furtuna de citokine fără a provoca suprimarea excesivă a răspunsului imun, permițând astfel pacienților să elimine coronavirusul fără a afecta plămânul și alte țesuturi.

Poate exista doar o fereastră îngustă de oportunitate în timpul căreia acești agenți imunosupresori pot fi utilizați în mod eficient. Astfel de agenți nu trebuie inițiați într-un stadiu incipient al infecției atunci când pacientul are nevoie de sistemul imunitar pentru a combate infecția, dar nu poate fi întârziat prea mult după dezvoltarea ARDS, când inflamația masivă este incontrolabilă. Această fereastră de tratament antiinflamator poate fi determinată prin monitorizarea nivelurilor de anticorpi și citokine la pacienți.

Cu COVID-19, atunci, cei mai „potriviți” sunt indivizii care au un răspuns imun normal în faza 1 și faza 2. Aceasta înseamnă un răspuns imun puternic în faza 1 pentru a elimina infecția cu coronavirus primar și a inhiba răspândirea acesteia în plămâni. Apoi, acest lucru ar trebui să fie urmat de un răspuns optim de fază 2 pentru a preveni inflamația excesivă sub formă de „furtună de citokine”.

Vaccinurile și tratamentele antiinflamatorii trebuie să gestioneze cu atenție acest delicat act de echilibrare pentru a avea succes.

Cu acest coronavirus, nu este ușor să știți care sunt cele mai potrivite persoane. Nu sunt neapărat cei mai tineri, cei mai puternici sau cei mai sportivi indivizi care au garanția că vor supraviețui acestui coronavirus. Cei mai potriviți sunt cei cu răspuns imun „corect” care pot elimina rapid infecția fără a monta inflamații excesive, care pot fi letale.

Despre autor

Prakash Nagarkatti, vicepreședinte pentru cercetare și profesor distins Carolina, Universitatea din Carolina de Sud și Mitzi Nagarkatti, președinte dotat cu SmartState al Centrului pentru descoperirea drogurilor împotriva cancerului, profesor și președinte distins Carolina, departamentul de patologie, microbiologie și imunologie, Universitatea din Carolina de Sud

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.

Cărți asemănătoare:

Corpul păstrează scorul: creier, minte și corp în vindecarea traumei

de Bessel van der Kolk

Această carte explorează conexiunile dintre traumă și sănătatea fizică și mentală, oferind perspective și strategii pentru vindecare și recuperare.

Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda

Respirația: Noua știință a unei arte pierdute

de James Nestor

Această carte explorează știința și practica respirației, oferind perspective și tehnici pentru îmbunătățirea sănătății fizice și mentale.

Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda

Paradoxul plantelor: pericolele ascunse din alimentele „sănătoase” care provoacă boli și creșterea în greutate

de Steven R. Gundry

Această carte explorează legăturile dintre dietă, sănătate și boală, oferind perspective și strategii pentru îmbunătățirea sănătății generale și a bunăstării.

Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda

Codul de imunitate: noua paradigmă pentru sănătate reală și anti-îmbătrânire radicală

de Joel Greene

Această carte oferă o nouă perspectivă asupra sănătății și imunității, bazându-se pe principiile epigeneticii și oferind perspective și strategii pentru optimizarea sănătății și a îmbătrânirii.

Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda

Ghidul complet pentru post: vindecă-ți corpul prin post intermitent, în zile alternative și prelungit

de Dr. Jason Fung și Jimmy Moore

Această carte explorează știința și practica postului, oferind perspective și strategii pentru îmbunătățirea sănătății generale și a bunăstării.

Click pentru mai multe informatii sau pentru a comanda