Rýma jako obrana proti COVID-19 aneb oboustranně výhodná spolupráce s rinoviry?

Vliv virových interakcí na šíření respiračních infekcí

Lidský respirační trakt je hostitelem řady virů, např. chřipkových, respiračního syncitiálního viru, koronavirů nebo rinovirů (HRV) způsobujících běžnou rýmu. Je přitom prokázáno, že interakce mezi společně cirkulujícími viry z různých taxonů mohou ovlivňovat průběh infekce.

Bylo mimo jiné dokázáno, že HRV negativně interaguje s virem chřipky, a to na úrovni jedince i celé populace. Zdá se, že cirkulace HRV v populaci například v roce 2009 oddálila ve Francii rozšíření pandemie chřipky H1N1. V in vitro studiích se ukázalo, že HRV vyvolává v buněčných kulturách odvozených z dýchacích cest interferonovou odpověď vedoucí k protekci před následnou infekcí chřipkovým virem.

Autoři prezentované studie zkoumali replikační kinetiku viru SARS-CoV-2 na lidském respiračním epitelu za přítomnosti HRV.

Průběh a výsledky experimentů

In vitro studie byla provedena na kultuře primárních lidských buněk bronchiálního epitelu (HBEC), jež byly infikovány virem SARS-CoV-2 nebo HRV a dále oběma zároveň. Replikační kinetika koronaviru vykazovala pomalý nárůst titrů viru v období 24−96 hodin po infekci. V případě koinfekce s virem HRV však titry SARS-CoV-2 rapidně klesaly a 48 hodin po infekci již koronavirus nebyl v kultuře detekovatelný. Replikační kinetika HRV naproti tomu vykazovala rapidní nárůst titrů viru v průběhu 24 hodin po infekci a poté docházelo k postupnému poklesu, a to bez ohledu na skutečnost, zda se jednalo o koinfekci s koronavirem.

Protože současná infekce člověka oběma viry najednou je spíše nepravděpodobná, byly dále provedeny pokusy s infekcí HRV-infikovaných buněk koronavirem a naopak. V obou případech byla replikační kinetika koronaviru značně ovlivněna. Další pokusy ukázaly, že tento trend není způsoben působením na receptor ACE2, který je klíčový pro vstup koronaviru do buňky.

Role interferonové odpovědi

Autoři poté přišli s hypotézou, že pozorovaný efekt by mohl být způsoben interferonovou imunitní odpovědí vyvolanou přítomností viru HRV na bronchiálním epitelu. To se jim následně podařilo experimentálně prokázat ztrátou efektu v přítomnosti blokátoru interferonové signální dráhy.

Populační matematický model

Vzhledem k prevalenci rinoviru v populaci autory zajímalo, zda by pozorovaný efekt mohl mít vliv na počet nových případů onemocnění COVID-19 v populaci. Matematické modelování s využitím momentové vytvořující funkce ukázalo, že za předpokladu, že zlomek populace je chráněn před nákazou COVID-19 souběžnou infekcí HRV, dochází k poklesu počtu infekcí COVID-19 s nárůstem počtu infekcí HRV.

Závěr

Autoři prezentované studie přišli s hypotézou, že z evolučního úhlu pohledu by mohla být nákaza rinoviry oboustranně výhodným procesem – u lidí se vyvinula přísně regulovaná imunitní odpověď na infekci HRV, která viru umožňuje replikovat se a šířit, zatímco blokuje ostatní potenciální soupeře. Z pohledu hostitele potom infekce HRV, která většinou probíhá s velmi mírnými příznaky, stimuluje protivirovou odpověď chránící před ostatními potenciálně nebezpečnějšími patogeny, jakými jsou viry chřipkové či SARS-CoV-2.

Další studie by mohly přinést podrobnější informace o tom, jak ekologie a evoluce virových interakcí ovlivňují hostitelský rozsah virů, jejich přenos a průběh jimi vyvolaných onemocnění.

(este)

Zdroj: Dee K., Goldfarb D. M., Haney J. et al. Human rhinovirus infection blocks SARS-CoV-2 replication within the respiratory epithelium: implications for COVID-19 epidemiology. J Infect Dis 2021 Mar 23: jiab147, doi: 10.1093/infdis/jiab147 [Epub ahead of print].