El modelo matemático de la respuesta inmune del huésped al SARS-CoV-2 muestra que los factores de riesgo relacionados con la edad aumentan la carga viral.

En un estudio reciente publicado en campo de búsqueda*Servidor de preimpresión Bajo consideración en Scientific Reports, los investigadores evaluaron las respuestas inmunitarias del huésped al síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) y sus síntomas prolongados.

El SARS-CoV-2 surgió a fines de 2019 y provocó una pandemia mundial llamada enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19). Aunque el SARS-CoV-2 está asociado con una enfermedad leve a moderada en personas sanas, tiene el potencial de causar una enfermedad mortal o una amplia gama de síntomas a largo plazo en personas con sistemas inmunitarios comprometidos.

Además, la edad a menudo se considera un factor de riesgo importante para la gravedad de la enfermedad en COVID-19, ya que las respuestas inmunitarias disminuyen con la edad. De ahí que el SARS-CoV-2 provoque resultados heterogéneos de manera personal.

Si bien no hay pruebas suficientes para sugerir que el SARS-CoV-2 es responsable de la heterogeneidad en los resultados que provoca, los estudios han sugerido que las características inmunitarias del huésped son responsables de las diferencias específicas en la tasa de infección, la gravedad de la enfermedad y los síntomas prolongados de la enfermedad. asociado con el SARS-CoV 2.

Por lo tanto, una comprensión profunda de las respuestas inmunitarias innatas y adaptativas del huésped contra la infección por SARS-CoV-2 leve y altamente mortal es esencial para diseñar marcadores de diagnóstico y enfoques terapéuticos para reducir la pandemia de COVID-19.

sobre estudiar

En este estudio, los científicos crearon un modelo matemático para analizar las respuestas inmunitarias del huésped a la infección por SARS-CoV-2. El equipo evaluó además el papel y el mecanismo de los factores de riesgo basados ​​en la edad en la COVID-19 grave. Las ecuaciones diferenciales ordinarias (EDO) utilizadas en el modelo matemático actual se resolvieron utilizando el Simulador de ruta compleja (COPASI) para determinar los ciclos de flujo variables en el tiempo. Además, el análisis de sensibilidad y la solución de estado estacionario también se estimaron utilizando COPASI.

los resultados

Los resultados muestran que los factores de riesgo habituales relacionados con la edad, como una disminución del 10 % en la actividad de las células inmunitarias no específicas y la supresión mediada por autoanticuerpos de la señalización del interferón tipo I (IFN1), aumentaron significativamente la carga de SARS-CoV-2.

El modelo mostró que las reducciones inmediatas en la actividad de las células presentadoras de antígenos (APC) y de señalización de IFN1 después del inicio de los síntomas del SARS-CoV-2 dieron como resultado cargas virales más altas a largo plazo, lo que resultó en una mayor cantidad de células infectadas. Sin embargo, la rápida disminución de las células T CD8+ después de los síntomas del SARS-CoV-2 no afecta la carga viral, pero ralentiza la eliminación del virus. Además, a pesar de la carga moderada de SARS-CoV-2 probablemente debido a una infección prolongada por SARS-CoV-2, el retraso en la eliminación del virus se asoció con una disminución significativa de los sitios de infección.

A pesar de la hospitalización, durante la fase aguda y siete meses después de la infección por SARS-CoV-2, el número de algunos subconjuntos de células dendríticas (CD), como las CD mieloides CD1c+ y las CD plasmocitoides (pDC) en los ancianos fue menor que en los ancianos. Individuos sanos infectados con SARS-CoV-2, lo que resulta en una respuesta inflamatoria persistente que eventualmente conduce a la enfermedad por coronavirus a largo plazo (COVID).

El modelo predijo que el número de países en desarrollo que disminuye rápidamente durante la fase aguda del SARS-CoV-2 aumenta después de la infección; Sin embargo, los números serán más bajos que la condición previa a la infección. Aunque el modelo sugirió que la reducción de DC a largo plazo se asoció con una infección persistente por SARS-CoV-2, la deficiencia de DC a largo plazo se asoció con frecuencia con síntomas posteriores al SARS-CoV-2 a corto y largo plazo.

El modelo indica que los pacientes no pueden eliminar por completo ni siquiera la carga promedio de SARS-CoV-2 que está experimentando una recurrencia. Además, los pacientes estarán asintomáticos cuando la actividad de APC y la síntesis de inmunoglobulina (Ig) sean lo suficientemente altas, lo que dará como resultado la supresión de la replicación viral, la eliminación exitosa del virus y el tratamiento del SARS-CoV-2. Sin embargo, si estas respuestas inmunitarias se ven afectadas, la infección por SARS-CoV-2 se convierte en secuelas post-agudas de COVID-19 (PASC).

Conclusiones

El modelo matemático actual de la respuesta inmunitaria del huésped contra el SARS-CoV-2 demostró que la disminución de la actividad de las células inmunitarias inespecíficas basada en la edad o el aumento de la inhibición de la señalización de IFN1 mediada por anticuerpos durante la infección por SARS-CoV-2 mejoró la carga viral.

Además, el modelo indicó una deficiencia prolongada de DC en COVID-19 y mostró que las personas con síntomas graves o incluso leves de SARS-CoV-2 estaban asociadas con un riesgo de PASC debido a una eliminación ineficiente del virus.

En conjunto, el estudio indica que las personas con inmunodeficiencias adquiridas o innatas tienen un alto riesgo de desarrollar COVID-19 y PASC graves o incluso potencialmente mortales, especialmente los ancianos, ya que la inmunidad disminuye con la edad.

Sin embargo, el modelo actual no investigó el papel de las células B y T de memoria en PASC. Se justifican más estudios para evaluar el efecto de la memoria inmune inducida por la vacuna contra el SARS-CoV-2 y PASC en cohortes de COVID-19 inmunizadas y no inmunizadas.

*Nota IMPORTANTE

Las publicaciones avanzadas con Research Square publican informes científicos primarios que no han sido revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica o el comportamiento relacionado con la salud ni tratarse como información establecida.