O Impacto do PRCV em Porcos e Pesquisa sobre COVID
As cepas de PRCV revelam insights importantes sobre as respostas imunológicas e doenças respiratórias em porcos.
Ehsan Sedaghat-Rostami, Brigid Veronica Carr, Liu Yang, Sarah Keep, Fabian Z X Lean, Isabella Atkinson, Albert Fones, Basudev Paudyal, James Kirk, Eleni Vatzia, Simon Gubbins, Erica Bickerton, Emily Briggs, Alejandro Núñez, Adam McNee, Katy Moffat, Graham Freimanis, Christine Rollier, Andrew Muir, Arianne C Richard, Nicos Angelopoulos, Wilhelm Gerner, Elma Tchilian
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Índice
- Conheça os Coronavírus Respiratórios Suínos
- Dando uma Olhada Mais de Perto nas Cepas de PRCV
- O Porco como Modelo para Pesquisa de COVID
- O Que Aconteceu Quando os Porcos Foram Infectados
- O Exame Pulmonar
- Anticorpos na Área
- Rastreando as Células T
- Sequenciamento de RNA de Células Únicas: A Análise Profunda
- A Dança da Resposta Imune
- Genes Fazendo Cena
- Implicações para Pesquisas Futuras
- Finalizando
- Fonte original
Os coronavírus, que incluem nomes conhecidos como SARS-CoV e o infame SARS-CoV-2, têm causado bastante confusão desde 2003. Esses vírus têm uma habilidade de pular de animais pra humanos, levando a doenças respiratórias sérias. Até nossos amigos porcos não escapam, pois carregam suas próprias versões desses vírus, causando problemas na pecuária com animais doentes e carteiras vazias.
Conheça os Coronavírus Respiratórios Suínos
Um dos culpados no mundo dos porcos é o coronavírus respiratório suíno, ou PRCV pra ficar mais fácil. O PRCV é como um primo distante do vírus que causa a versão suína da gripe, conhecido como Vírus da Gastroenterite Transmissível (TGEV). O TGEV costumava ser um verdadeiro pesadelo pra leitões, mas aí o PRCV apareceu e amenizou a situação. Pra maioria dos porcos, pegar PRCV não é um grande problema, e eles não mostram muitos sintomas, o que é uma boa notícia-exceto se eles pegarem outra doença depois.
Dando uma Olhada Mais de Perto nas Cepas de PRCV
Estudos recentes mostraram que diferentes cepas de PRCV causam tipos diferentes de danos nos pulmões. Por exemplo, a cepa PRCV 135 parece agir mais como um desafio, levando a problemas pulmonares significativos, parecido com o que vemos com o vírus SARS-CoV-2. Por outro lado, a cepa ISU-1 é mais como aquele aluno quieto na sala de aula que não dá trabalho. Ambas as cepas crescem bem em culturas celulares, mas a 135 é a que realmente chama atenção nos pulmões.
O Porco como Modelo para Pesquisa de COVID
Enquanto os cientistas usaram vários animais como camundongos e macacos pra estudar o SARS-CoV-2, os porcos são mais como a verdadeira representação, já que eles naturalmente abrigam esses coronavírus respiratórios. Isso faz dos porcos um candidato ideal pra estudar como o sistema imunológico responde a esses vírus, e como lidar com novos surtos no futuro.
O Que Aconteceu Quando os Porcos Foram Infectados
Em um experimento bem intenso, 40 porcos foram divididos em dois grupos e receberam doses da cepa ISU-1 ou da cepa 135. Os pesquisadores então monitoraram os porcos ao longo dos dias pra ver quanto vírus eles estavam expelindo-uma forma chique de dizer quanto vírus tava saindo do nariz deles. Ambos os grupos tiveram um pico de vírus na primeira semana, mas os infectados com a cepa 135 realmente se destacaram em termos de carga viral, com muitos mais sinais de problemas respiratórios.
O Exame Pulmonar
Depois da saga dos swabs nasais, os porcos foram sacrificados pra um exame mais detalhado. Os resultados foram bem reveladores. Os porcos infectados com a cepa 135 apresentaram danos pulmonares visíveis, enquanto os da cepa ISU-1 tinham pulmões que estavam na maior parte em boa forma. Este estudo mostrou o quanto a cepa 135 poderia ser pior pra um porco. Como um adendo, eles até encontraram vírus vivo nas pálpebras dos porcos infectados com a cepa 135-falar em abrir os olhos!
Anticorpos na Área
Depois da infecção, os sistemas imunológicos dos porcos começaram a funcionar a mil por hora, produzindo anticorpos. Os porcos infectados com a cepa 135 produziram mais anticorpos do que os da cepa ISU-1, indicando uma resposta imunológica mais forte. Esses anticorpos são como os soldadinhos do corpo prontos pra lutar contra os invasores.
Células T
Rastreando asE não parou por aí, as células T, que são outra parte importante do sistema imunológico, também foram examinadas. Descobriu-se que a cepa 135 causou uma resposta maior de células T nos pulmões. Isso significa que o corpo não estava apenas lutando contra o vírus com anticorpos, mas também mandando reforços na forma de células T, complicando as coisas um pouco mais.
Sequenciamento de RNA de Células Únicas: A Análise Profunda
Pra ver o que tava rolando naquelas células imunológicas minúsculas, os pesquisadores fizeram um processo de alta tecnologia chamado sequenciamento de RNA de células únicas. Esse nome complicadíssimo só significa que eles estavam checando a atividade gênica em células individuais. Eles identificaram várias respostas imunológicas e como elas mudaram ao longo do tempo após a infecção. Era como olhar o boletim detalhado de cada tipo de célula imunológica.
A Dança da Resposta Imune
Com o passar do tempo, a resposta imunológica continuou a evoluir, especialmente nos porcos infectados com a cepa 135, que era mais problemática. No começo, as células imunológicas estavam em alta alerta e cheias de ação. Porém, à medida que eles se recuperaram, os pesquisadores notaram uma mudança de volta para uma resposta imunológica mais regulada. Aqueles porcos infectados com ISU-1 estavam mostrando mais um efeito de calma, com muitas células T regulatórias.
Genes Fazendo Cena
Com todas essas observações, os pesquisadores também estavam interessados em ver como diferentes genes estavam se comportando em resposta às infecções. Eles descobriram que a cepa 135 teve uma influência maior na expressão gênica em comparação com a cepa ISU-1, o que sugere alguns mecanismos subjacentes para as diferenças na gravidade da doença.
Implicações para Pesquisas Futuras
As descobertas deste estudo têm enormes implicações para entender como os coronavírus respiratórios funcionam, especialmente quando se trata de desenvolver vacinas e tratamentos. Saber como o sistema imunológico reage em porcos pode ajudar os cientistas a descobrir como lidar com situações semelhantes em humanos.
Finalizando
Em conclusão, as cepas de PRCV, especialmente a malvada cepa 135, não só causam danos significativos nos pulmões dos porcos, mas também desencadeiam uma resposta imunológica vigorosa. A cepa ISU-1, embora não isenta de problemas, parece levar a uma resposta imunológica mais regulada. Isso dá aos pesquisadores insights vitais sobre como gerenciar coronavírus na pecuária e sugere estratégias que um dia poderiam beneficiar a saúde humana também.
Então, da próxima vez que você pensar em porcos, lembre-se que eles são mais do que apenas animais fofinhos; eles também são guerreiros de frente na batalha contínua contra vírus respiratórios! Quem diria que a ciência dos suínos poderia ser tão fascinante?
Título: Pathogenesis and immune response to respiratory coronaviruses in their natural porcine host
Resumo: Porcine respiratory coronavirus (PRCV) is a naturally occurring pneumotropic coronavirus in the pig, providing a valuable large animal model to study acute respiratory disease. PRCV pathogenesis and the resulting immune response was investigated in pigs, the natural large animal host. We compared two strains, ISU-1 and 135, which induced differing levels of pathology in the respiratory tract to elucidate the mechanisms leading to mild or severe disease. The 135 strain induced greater pathology which was associated with higher viral load and stronger spike-specific antibody and T cell responses. In contrast, the ISU-1 strain triggered mild pathology with a more balanced immune response and greater abundance of T regulatory cells. A higher frequency of putative T follicular helper cells was observed in animals infected with strain 135 at 11 days post-infection. Single-cell RNA-sequencing of bronchoalveolar lavage revealed differential gene expression in B and T cells between animals infected with 135 and ISU-1 at 1 day post infection. These genes were associated with cell adhesion, migration, and immune regulation. Along with increased IL-6 and IL-12 production, these data suggest that heightened inflammatory responses to the 135 strain may contribute to pronounced pneumonia. Among BAL immune cell populations, B cells and plasma cells exhibited the most gene expression divergence between pigs infected with different PRCV strains, highlighting their potential role in maintaining immune homeostasis in the respiratory tract. These findings indicate the potential of the PRCV model for studying coronavirus induced respiratory disease and identifying mechanisms that determine infection outcomes. Author summaryUnderstanding how our immune system reacts to respiratory viruses, like SARS-CoV-2, is crucial to developing better treatments. While most COVID-19 infections are mild, some cases lead to severe lung damage, but we do not fully understand why. To study this, we used pigs, which respond more like humans compared to small animals, to explore how the immune system deals with respiratory coronaviruses. We tested two porcine respiratory coronavirus strains that caused different levels of lung damage. The more severe strain triggered a strong immune response and high inflammation, leading to lung pathology similar to that seen in severe COVID-19 cases. By contrast, the milder strain caused a balanced immune response, including more regulatory T cells that help control inflammation. We also found changes in genes related to antibody-producing cells, which may be important for controlling respiratory pathology. Interestingly, changes in immune responses and gene expression lasted long after the virus was cleared, potentially making individuals more vulnerable to future infections - similar to the "long COVID" symptoms seen in people. We propose that this pig model could help us study coronavirus-induced lung damage and test new therapies to prevent severe disease.
Autores: Ehsan Sedaghat-Rostami, Brigid Veronica Carr, Liu Yang, Sarah Keep, Fabian Z X Lean, Isabella Atkinson, Albert Fones, Basudev Paudyal, James Kirk, Eleni Vatzia, Simon Gubbins, Erica Bickerton, Emily Briggs, Alejandro Núñez, Adam McNee, Katy Moffat, Graham Freimanis, Christine Rollier, Andrew Muir, Arianne C Richard, Nicos Angelopoulos, Wilhelm Gerner, Elma Tchilian
Última atualização: 2024-11-09 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.08.622602
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.08.622602.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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