Трипсин и анаэробные бактерии повышают инфекционность дельта-варианта SARS-CoV-2: гигиена полости рта - ключ к профилактике

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, ученые выясняли, повышает ли трипсин, являющийся протеазой, инфекционность коронавируса 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2).

Кроме того, они изучили воздействие трипсина на пять клинических образцов, содержащих дельта-варианты SARS-CoV-2 в присутствии супернатанта культуры анаэробных бактерий, например, Fusobacterium necrophorum.

Справочная информация

Большинство респираторных вирусов, включая SARS-CoV, вирус гриппа и SARS-CoV-2, нуждаются в протеазах для инфицирования и пролиферации в эпителиальных клетках верхних дыхательных путей (ВДП).

Триптаза Клара расщепляет гемагглютинин вируса гриппа вблизи эпителиальных клеток дыхательных путей, что имеет решающее значение для гриппозной инфекции. Аналогичным образом SARS-CoV-2 инфицирует путем эндоцитоза с помощью ангиотензин-превращающего фермента 2 (ACE2), являющегося протеазой.

Кроме того, другая клеточная протеаза - трансмембранная протеаза, серин 2 (TMPRSS2) - повышает инфекционность, т.е. выход вирионов SARS-CoV-2 путем слияния клеточных мембран внутри хозяина.

В исследованиях также сообщалось, что стафилококковые протеазы и протеазы бактерий полости рта повышают вирусную инфекционность в УРТ. Таким образом, чистота полости рта снижает количество протеаз, продуцируемых местными бактериями, что, в свою очередь, способствует предотвращению инфицирования несколькими типами вирусов.

Об исследовании

В настоящем исследовании ученые использовали клинические образцы, положительные на SARS-CoV-2, полученные от больных COVID-19 в Институте здоровья Тоямы (Япония). С помощью секвенирования генома нового поколения были выделены образцы с вариантами Delta и Omicron.

Кроме того, для экспериментов по трипсинизации группа создала псевдотипированные вирусы везикулярного стоматита (VSVs), несущие шиповидный (S) белок SARS-CoV-2 (SARS-CoV-2pv). В частности, они исследовали влияние трипсина на SARS-CoV-2pv или VSVpv, подвергая их воздействию различных концентраций трипсина в модифицированной орлиной среде Дульбекко (DMEM) в течение пяти минут при 37 °C.

Для количественного определения титра вируса в супернатантах клеток VeroE6 использовалась обратная транскриптаза-полимеразная цепная реакция (RT-qPCR). Кроме того, исследователи изучили образование синцития после обработки трипсином в клетках Vero E6 и выяснили, повышают ли анаэробные бактерии ротовой полости инфекционность SARS-CoV-2.

Для этого использовали Prevotella melaninogenica, P. intermedia и F. necrophorum - три вида анаэробных бактерий из Японской коллекции микроорганизмов.

Результаты

Как и при воздействии на другие коронавирусы животных и человека, трипсин увеличивал проникновение SARS-CoV-2 и инфекционность SARS-CoV-2pv. Трипсин повышал инфекционность вариантов Wuhan, Alpha и Delta, но не варианта SARS-CoV-2pv Omicron в зависимости от концентрации. Для трех первых вариантов SARS-CoV-2pv обработка трипсином в концентрации 800 мкг/мл увеличивала инфекционность до ~ 10 раз.

Обработка трипсином также повышала инфекционность SARS-CoV-2, присутствующего в клинических образцах, полученных из носовой/оральной полостей пациентов COVID-19. Авторы отметили увеличение инфекционности Delta-варианта после обработки трипсином до 36 000 раз, в то время как для Omicron этот показатель составил всего несколько десятков раз.

Еще одно интригующее наблюдение, сделанное в этом исследовании, заключается в том, что трипсин-индуцированный эффект на инфекционность SARS-CoV-2 проявляется только после того, как вирус связывает свой клеточный рецептор ACE2 на клетках хозяина. Таким образом, предварительная обработка трипсином не увеличивала инфекционность вариантов SARS-CoV-2pv.

У SARS-CoV-2 образование синцития также играет роль в патогенезе тяжелой формы COVID-19. Активность слияния клеточных мембран у Omicron ниже, чем у Delta, поскольку он использует TMPRSS2-независимый путь входа.

Таким образом, несмотря на то, что трипсиноподобные протеазы активируют слияние клеточных мембран, усиление инфекции при обработке трипсином у варианта Omicron было ниже, чем у Delta.

Исследования показали, что микробиом носоглотки пациентов с COVID-19 отличается от здоровых людей, хотя в полости рта у них также присутствуют несколько видов комменсальных бактерий. У пациентов с тяжелой формой заболевания COVID-19 наблюдалось заметное обилие оперативных таксономических единиц (OTU), классифицируемых как Prevotella.

В данном исследовании супернатанты культур F. necrophorum, но не P. melaninogenica и P. intermedia, повышали инфекционность SARS-CoV-2 в носовой полости, что обусловливает необходимость изучения наличия, величины и типа протеазы в супернатантах культур.

Кроме того, необходимо изучить и выяснить механизмы взаимодействия между микробиомом полости рта и SARS-CoV-2.

Выводы

Подводя итог, можно сказать, что снижение содержания компонентов, особенно протеаз, продуцируемых индигенными бактериями полости рта, возможное при ежедневной чистке полости рта, является ключом к профилактике заражения SARS-CoV-2.

Что еще более важно, люди с повышенным риском развития тяжелой формы COVID-19 должны соблюдать гигиену полости рта, включая химический контроль зубного налета.

https://www.news-medical.net/news/20230721/Trypsin-and-anaerobic-bacteria-boost-SARS-CoV-2-Delta-variant-infectivity-oral-hygiene-key-to-prevention.aspx