Czy zaburzenia węchu i smaku są objawem neurotropizmu wirusa SARS-CoV-2

W listopadzie 2019 r. w Wuhan doszło do wystąpienia pierwszych przypadków infekcji wirusa SARS-CoV-2 wywołującego COVID-19. Epidemia rozwijała się w szybkim tempie obejmując swoim zasięgiem cały świat, a 11.03.2020 WHO uznała COVID-19 za pandemię. Przebieg COVID-19 jest zróżnicowany. Może przebiegać pod postacią zakażenia bezobjawowego, po zespół objawów doprowadzających do ciężkiej niewydolności oddechowej i w efekcie do śmierci. Najczęstszymi objawami infekcji są kaszel, gorączka, bóle mięśniowe, duszność. Coraz częściej uwagę zwracało również występowanie zaburzeń węchu i smaku w przebiegu infekcji, które z czasem stały się objawem typowym dla COVID-19. Potencjalnymi przyczynami zaburzeń węchu i smaku są: uszkodzenie komórek receptorowych, koncepcja zapalna, uszkodzenia mikronaczyniowe, zapalenia OUN i koncepcja udarowa. Istotna jest również hipoteza neurotropizmu SARS-CoV-2 oraz związek występowania powyższych objawów z receptorem ACE2, do którego SARS-CoV -2 ma powinowactwo. Warto podkreślić jednak, że powyższe zagadnienie nie jest do końca poznane i wymaga dalszych badań.

Charakterystyka betacoronavirusów oraz wariantów SARS-CoV-2

SARS-CoV-2, czynnik etiologiczny choroby koronawirusowej 2019 (COVID-19), pojawił się w Chinach w 2019 i rozprzestrzenił się globalnie, powodując pandemię. W niniejszej pracy przedstawiamy stan wiedzy o SARS-CoV-2 uwzględniając budowę i rolę białek: kolca S, E, M i N, a także cykl replikacyjny tego wirusa. Szczególnie istotne jest białko kolca ponieważ w trakcie rozwoju pandemii pojawiły się różne warianty wirusa SARS-CoV-2, które dotyczą głównie zmian w tym białku, a charakteryzują się zwiększoną infekcyjnością.

Pandemie. Wstęp

Wstęp

Genetyka pandemii COVID-19

Błyskawiczne rozprzestrzenianie się zakażenia wirusem SARS-CoV-2 ma swoją przyczynę nie tylko w biologii tego łatwo przekazującego się zakażenia, lecz również w zwiększeniu mobilności globalnej populacji oraz szybkości transportu międzynarodowego. Z perspektywy historycznej, pandemie wirusowe występowały już w czasach nowożytnych, były spowodowane przeskokiem na człowieka wirusa z rezerwuaru zwierzęcego i również objęły setki milionów mieszkańców ziemi. Dzięki osiągnięciom diagnostyki molekularnej i nowym metodom sekwencjonowania jesteśmy świadkami bieżącej oceny stanu epidemicznego indywidualnych populacji oraz szybkiej ewolucji wirusa. Wpływ tych osiągnięć medycyny na sam przebieg pandemii pozostał umiarkowany. Największe sukcesy w jej opanowaniu odniosły izolowane geograficznie Australia i Nowa Zelandia, które po prostu zamknęły granice zewnętrzne i wprowadziły wielomiesięczne restrykcje dla obywateli. Zostały opracowane szczepionki przeciwko COVID-19, które przetestowano i zatwierdzono do zastosowania. Ich działanie ochronne przed ciężkim zachorowaniem nie budzi wątpliwości. Jednakże następna fala zakażeń COVID-19 ogarnia kolejne kraje, zmienia się jedynie struktura demograficzna chorych, którym młodszy wiek i dobre samopoczucie dawało ułudę wrodzonej odporności.

Myszy humanizowane - zastosowanie do modelowania chorób zakaźnych

Myszy są podstawowym modelem badawczym w biologii i fizjologii. Jednak, aby móc badać na modelach mysich ludzką fizjologię oraz rozwój chorób specyficznych dla ludzi, należało stworzyć nowe ich szczepy. W tym celu opracowano myszy humanizowane, które wykazują ekspresję ludzkich genów albo mają przeszczepione ludzkie tkanki lub komórki. W niniejszej pracy opisujemy przede wszystkim szczepy myszy, w których można utrzymać ludzki układ odpornościowy. Pandemia COVID-19 spowodowała duże zainteresowanie badaczy biologią wirusa SARS-CoV-2. Dlatego w dalszej części artykułu opisujemy modele zwierzęce pozwalające badać zakażenie wirusem SARS-CoV-2. Opisujemy modele myszy transgenicznych wykazujących ekspresję ludzkiego genu ACE2, myszy transgeniczne z ludzkim układem odpornościowym i inne modele zwierzęce wykorzystywane w badaniach nad COVID-19.

SARS-CoV-2 a neutrofile: w sieci neutrofilowych pułapek zewnątrzkomórkowych NET

Choroba COVID-19 wywołana przez wirusa SARS-CoV-2 powoduje poważne uszkodzenia płuc, ale także innych narządów w organizmie człowieka. Infekcja może spowodować bardzo silną aktywację odpowiedzi immunologicznej, zwłaszcza wrodzonej, prowadząc m.in. do nadmiernej aktywacji neutrofili. Komórki te, stanowiące liczebnie największą populację leukocytów we krwi człowieka, po silnej aktywacji mogą wyrzucać tzw. zewnątrzkomórkowe sieci neutrofilowe NET. Struktury te mają na celu wyłapywanie i unieruchamianie (ograniczając infekcję) patogenów takich jak bakterie i wirusy. Jednak ze względu na fakt, że w ich skład wchodzą białka i kwasy nukleinowe silnie cytotoksyczne oraz aktywujące kaskadę krzepnięcia i układ dopełniacza, uszkodzeniu mogą ulegać także tkanki własne organizmu. W artykule przedstawiamy budowę, funkcje i efekty uboczne tworzenia NET w organizmie człowieka, a przede wszystkim opisujemy obecny stan wiedzy dotyczący wpływu NET na przebieg COVID-19. NET są silnie indukowane przez SARS-CoV-2, prowadząc do procesów patologicznych w trakcie COVID-19, w tym uszkodzeń wielonarządowych, m.in. związanych z tworzeniem zakrzepów. Przedstawimy także testowane oraz potencjalne, terapie anty-NET mogące poprawić stan chorych i/lub ochronić przed śmiercią.

Geny archaicznych ludzi w genomie człowieka współczesnego a pandemia COVID-19

Badania paleogenetyczne z zastosowaniem wysokoprzepustowego sekwencjonowania DNA umożliwiły ujawnienie genów wymarłych gatunków ludzkich w genomach człowieka współczesnego. Jest to dowód krzyżowania się naszych przodków z człowiekiem neandertalskim i denisowiańskim na terenach Azji i Europy. Co więcej, może to świadczyć o korzyściach adaptacyjnych jakie człowiek współczesny, zajmujący nowe obszary geograficzne, odniósł na skutek pozyskania nowych wariantów genów od archaicznych gatunków. Jednym z istotnych wyzwań, na jakie nasi przodkowie natrafili po opuszczeniu Afryki były nowe patogeny, a w szczególności wirusy. Z przeprowadzonej analizy współczesnych genomów wynika, że w walce z nimi mogły pomóc geny odziedziczone od naszych wymarłych krewnych, kodujące białka układu odpornościowego i białka odpowiedzialne za ochronę przed zakażeniami wirusowymi. Okazuje się, że geny obecne w genomie człowieka dzięki introgresji mają również znaczenie w starciu z wirusem SARS-CoV-2, a w szczególności wpływają na przebieg choroby COVID-19. Co ciekawe, niektóre z nich, jak SLC6A20, LZTFL1, XCR1, czy DPP4 mogą przyczyniać się do zwiększenia ryzyka ciężkiego przebiegu choroby, a inne jak OAS1, OAS2 i OAS3 ryzyko to redukują. Dalsze badania mogą wyjaśnić znaczenie tych wariantów genetycznych w odniesieniu do przeszłych zdarzeń, które doprowadziły do zwiększenia ich częstości w genomach współczesnych ludzi. Możliwe, że to właśnie wirusy były istotnym czynnikiem doboru, który doprowadził do obecności genów wymarłych gatunków ludzkich w genomach człowieka współczesnego, a geny te stanowią świadectwo przeszłych epidemii.

Bezpieczeństwo i higiena w czasie pandemii COVID-19 w miejscach użyteczności publicznej

Stan epidemiologiczny związany w wystąpieniem i niekontrolowanym rozprzestrzenianiem się nowej, groźnej choroby zakaźnej - COVID-19 spowodował, że niezbędne stało się wprowadzenie szeregu obostrzeń dostosowywanych okresowo do aktualnej sytuacji. Jednak dzięki wprowadzonym zasadom bezpieczeństwa oraz wdrożeniu systemu powszechnych szczepień udało się nieco spowolnić pandemię. Gruntowne poznanie objawów, przebiegu i leczenia choroby COVID-19 pozwoli na opracowanie skutecznych środków zapobiegawczych rozprzestrzeniania się tej choroby.

Pandemie wśród płazów

Płazy to jedna z najbardziej zagrożonych grup zwierząt na świecie, głównie ze względu na niszczenie ich siedlisk przez człowieka. W dobie koronawirusowej pandemii warto wspomnieć również o chorobach, z którymi ta grupa kręgowców mierzy się już od wielu lat. Choroby zakaźne wywołane przez mikroskopijne grzyby pasożytnicze Batrachochytrium dendrobatidis i B. salamandrivorans, a także różne formy ranawirusów (Ranavirus) stanowią ogromne zagrożenie dla płazów, dziesiątkując ich populacje na całym świecie, także w Europie. Przedstawiamy najnowsze doniesienia na temat rozmieszczenia najważniejszych patogenów płazów, w tym także z Polski, oraz perspektywy zachowania płazów w obliczu trwających pandemii. Podsumowujemy również najistotniejsze działania prewencyjne, ograniczające rozprzestrzenianie się patogenów, a także przytaczamy przykłady działań mających eliminować chorobotwórcze organizmy ze środowiska. Artykuł ma na celu zwiększenie świadomości społecznej dotyczącej patogenów, mogącej wpłynąć na podjęcie skutecznych działań zmniejszających negatywne skutki pandemii wśród płazów.

Matematyka w epidemiologii. Jak modelować COVID-19?

W artykule przedstawimy klasyczne podejście do matematycznego modelowania procesów epidemicznych, poczynając od modelu Kermacka-McKendricka, a kończąc na modyfikacjach najprostszych modeli, które są uwzględniane przy opisie dynamiki pandemii COVID-19. Wyjaśnimy ideę współczynnika odnowienia infekcji R0, a także pokażemy na prostym przykładzie, jak można wyznaczyć ten współczynnik.