Mediclin A&M laboratorul tau de analize

Virusul Sars - CoV - 2

• Introducere

Coronavirusul sindromului respirator acut sever 2 ( SARS – CoV – 2) este un coronavirus raportat prima oara in Wuhan, China in 2019, si care s-a raspandit cu o viteza fara precedent in intreaga lume, provocand o pandemie de afectiune respiratorie acuta, denumita COVID – 19, la momentul actual fiind raportate peste 118 milioane infectari.
Virusul SARS - CoV – 2 este un virus ARN monocatenar, anvelopat apartinand familiei beta Coronaviridae.
Exista sapte subtipuri de coronavirusuri patogene pentru oameni, toate de origine zoonotica,fiind identificate atat la gazdele aviare, cat si la mamifere.
Patru dintre aceste coronavirusuri provoaca infectii usoare de tipul guturaiului (HCoV-229E si HKU-NL63, HCoV-OC43 si HCoV-HKU1), iar 3 – SARS – CoV, MERS si SARS – CoV -2 - provocand infectii severe si chiar deces cu o rata a mortalitatii de 10%, 37 % si respectiv 2.5 %.
Analizele filogenetice au indicat o similitudine mare a SARS- CoV – 2 cu celelalte coronavirusuri, in special cu SARS – CoV ( in proportie de 79,5%).
Exista insa diferente importante in structura genetica a virusului SARS – CoV – 2, diferente care vizeaza in special glicoproteina S ( componenta structurala a spiculilor) si care au contribuit la cresterea patogenitatii virusului, prin cresterea afinitatii pentru receptorii ACE - 2.

• Biologia virusului SARS CoV – 2
• 1. Structura virusului SARS – CoV – 2
• Virionii SARS – CoV – 2 au forma sferica sau ovoidala. Structura virionului cuprinde: Anvelopa – dublu strat lipidic, la suprafata caruia proemina spiculii dispusi radiar, formand coroana caracteristica coronavirusurilor; Capsida care are simetrie helicoidala si contine o proteina nucleocapsidica, ce inconjoara genomul viral; Genomul – ARN monocatenar , cu polaritate pozitiva. Genomul viral al SARS – CoV – 2 are o lungime de aproximativ 30 Kb. Genele virale codifica 16 proteine nestructurale ( ex 3 – chymotrypsin - like protease, RNA dependent RNA poliimerase, codificate de genele ORF), care au rol important in sinteza ARN -ului viral, prin crearea unui micromediu protector si 4 proteine structurale: S ( spike – proteina structurala a spiculilor), E ( envelope – proteina de invelis), M ( proteina de membrana) si N ( proteina constituenta a nucleocapsidului).
  O atentie deosebita a fost acordata studiului proteinei S, proteina structurala a spiculilor, care este principalul determinant antigenic al virusului, in vederea dezvoltarii de terapii specifice.
• 2. Replicarea virala
• Proteina S este un trimer glicoproteic si are rol esential in patrunderea virusului in celula, via receptori ACE – 2, care sunt exprimati la suprafata celulelor epiteliale alveolare, enterale, a celulelor endoteliale din rinichi si cord.
  Fiecare monomer consta dintr-o subunitate S1 si o subunitate S2.
  Intrarea virusului in celula presupune parcurgerea a doua etape: (1) S1 RBD intra in contact direct cu receptorul ACE 2; (2) Dupa legarea de receptor, S1 este indepartat, iar fuziunea virionului cu celula tinta are loc prin intermediul unei peptide localizata la nivelul S2, care are ca rezultat inserarea acestuia in membrana celulara, urmata de modificarea conformationala a S2, modificare care permite fuziunea virusului cu celula tinta.
  Replicarea virala respecta modelul replicarii virusurilor ARN cu polaritate pozitiva, acesta avand loc in citoplasma celulei infectate.
  ARN viral este folosit ca ARNm si proteinele vor fi direct traduse, iar replicarea genomului parenteral se va realiza prin sinteza unei forme intermediare dublu catenare, din care sub actiunea ARN polimerazei sunt sintetizate mai multe copii ale genomului.
  Dupa asamblare si maturare, virionii nou formati parasesc celula prin exocitoza.

Transmiterea virusului:

Transmiterea interumana se realizeaza pe cale aeriana prin picaturile Pflüge, care sunt imprastiate in atmosfera prin tuse, stranut, vorbire sau prin contact direct cu suprafete contaminate;
Transmiterea se realizeaza in special in perioada simptomatica, mai ales in primele zile ale bolii cand incarcarea virala este mare.
Transmiterea se poate realiza si in perioada de incubatie a bolii.
Persoanele cele mai susceptibile in a contacta boala sunt cele care:
- ingrijesc sau vin in contact cu pacienti bolnavi de COVID – 19;
- se afla sau calatoresc in zone endemice;
- au peste 60 ani;
- fumeaza.

Manifestari clinice:

Majoritatea pacientilor infectati sunt asimptomatici sau dezvolta forme usoare ale bolii.
Cele mai frecvente simptome raportate sunt: febra, mialgii, cefalee, oboseala severa, disfagie, hipo/ anosmie, hipo/ageuzie, greata, varsaturi, diaree.
Varstnicii al caror sistem imun este in declin (imunosenescenta) sau pacientii cu afectiuni cronice sunt mai susceptibili in a dezvolta forme severe, cu agravarea progresiva a bolii pana la detresa respiratorie acuta, hipoxemie severa, insuficienta multipla de organ.
Studiile clinice au relevat ca, de cele mai multe ori, un raspuns hiperinflamator al organismului , cunoscut ca “ furtuna citokinica”, este mai degraba cauza principala a agravarii bolii, decat efectele citopatice ale virusului.
S-a observat o corelatie intre un titru de anticorpi Ig G mai mare si gradul de severitate al bolii COVID – 19, situatie pusa pe seama furtunii citokinice, care este un raspuns hiperinflamator acut, neregulat la inflamatia localizata sau sistemica, aparuta ca raspuns la infectia virala.
Nivelul crescut de citokine determina disfunctii endoteliale, distrugeri vasculare, disfunctii metabolice, care vor conduce la o insuficienta multipla de organ.
Primele care cresc sunt TNF si IL - 1ß, care reactioneaza in faza acuta a infectiei si care vor determina si vor sustine cresterea IL – 6, o citokina pleiotropica, a carei crestere va perpetua procesul inflamator.
Cresterea IL – 6 duce la cresterea nivelului seric al proteinelor de faza acuta – proteina C reactiva, feritina, a factorilor pro – coagulanti.
De asemenea, s-a observat instalarea limfopeniei si cresterea concentratiei plasmatice a D - dimerilor.
Cascada citokinica va afecta atat celulele pulmonare, dar si pe cele renale, cardiace, vasculare.

Diagnostic de laborator:

1. Detectia antigenului SARS – CoV - 2

Diagnosticul de laborator al COVID – 19 presupune detectia ARN viral prin: metode de biologie moleculara – RT – PCR (golden – standard) metode imunocromatografice. care sunt o alternativa rapida si mai ieftina de detectie a virusului SARS – CoV – 2, dar cu sensibilitate inferioara testelor de biologie moleculara.
Pot fi utilizate ca screening, pentru a se putea aplica masuri terapeutice urgente.
Probele biologice necesare sunt exsudatul nazofaringian ( secretii provenite din tractul respirator superior) sau lavajul bronhoalveolar ( secretii provenite din tractul respirator inferior).
Exista in curs de validare teste de detectie a antigenului SARS C0V – 2, care folosesc ca proba primara saliva.

2. Detectia anticorpilor anti – SARS CoV – 2

Detectia anticorpilor anti – SARS – CoV – 2 se relizeaza prin analiza serologica a unei probe de ser.
Diagnosticul serologic de detectie a anticorpilor anti – SARS – CoV – 2 este util pentru stadializarea bolii si pentru monitorizarea statusului imunizarii naturale sau post vaccinal, dar nu este util pentru diagnosticul precoce al bolii, datorita perioadei de latenta inregistrata pana la aparitia anticorpilor Ig M ( anticorpi de faza acuta) si anume aproximativ 7 - 10 de la aparitia simptomelor.
Valoarea maxima a titrului anticorpilor Ig M este atinsa in aproximativ 4 saptamani de la debutul simptomelor, urmata de o scadere treptata pana la disparitie.
Anticorpii de Ig G apar cam la 10 – 14 zile de la aparitia simptomelor, urmata de o perioada de crestere usoara, ulterior observandu – se persistenta Ig G “in platou”, timp mai indelungat.
Proteina S (din structura spiculilor virali) a anvelopei virale este considerata a fi principala structura antigenica a virusului.
S-a observat ca regiunea de legare a virusului – S – RBD – este o structura conservata de-a lungul timpului, motiv pentru care aceasta a devenit tinta terapiilor antivirale specifice si de asemenea a permis dezvoltarea de vaccinuri.
Pe langa oportunitatile terapeutice, s-au dezvoltat si teste specifice pentru detectia anticorpilor anti – spike ( anticorpi neutralizanti).
Anticorpii neutralizanti au rolul de a reduce infectiozitatea virala prin legarea de epitopii de suprafata ai particulellor virale si blocarea intrarii virusului in celula. in neutralizarea virala mediata de anticorpi, anticorpii neutralizanti care se leaga de domeniul de legare a receptorului (RBD) al proteinei virale spike, precum si de alte domenii, impiedica andocarea virusului pe receptorul sau de intrare, ACE2.
Anticorpii neutralizanti sunt critici in lupta impotriva COVID-19, deoarece ofera o aparare imunitara specifica importanta impotriva infectiilor virale la pacienti.
Anticorpii neutralizanti isi determina activitatile de protectie in trei etape principale: Prevenirea atasarii virionului la receptorii sai pe celulele vizate Cauzarea agregarea particulelor virale Inducerea lizei virusurilor Studiile privind eficacitatea vaccinurilor in timp, precum si cele care studiaza durata imunitatii naturale, dobandita dupa boala sunt inca in derulare. in acest moment inca nu sunt suficiente date care sa stabileasca o corelatia intre titrul anticorpilor neutralizanti si gradul de protectie, pe de o parte si durata protectiei, pe de alta parte.

Concluzii

SARS – CoV – 2 este un virus pentru care, in acest moment, nu exista un medicament eficient disponibil si care, in ciuda eforturilor depuse, continua sa se raspandeasca si sa produca infectii care pot pune viata pacientilor in pericol, motiv pentru care trebuie: (1) respectate masurile preventive pentru a controla raspandirea acestuia, (2) trebuie efectuate cat mai multe teste de depistare a antigenului SARS – CoV – 2, pentru a putea depista infectia in stadii incipiente (3) evaluarea raspunsului imun al persoanelor care au fost vaccinate sau au trecut prin boala, pentru a se putea evalua stadiul imunizarii populatiei intr-o comunitate.

Bibliografie:

1. WHO: Spotlight on COVID – 19, Protective Immunitiy and Re – infection, 2020, www. invivogen.com
2. Yuan Huang, Chang Yang, Xin – feng Xu, Wei Xu, Shu – wen Liu, Structural and properties of SARS – CoV – 2 spike protein: potential antivirus drug development of COVID – 19, Acta Pharmacologica Sinica volume 41, pages 1141–1149(2020)
3. Zeki Zu & Co, Letter to the editor: Neutralizing antibodies for treatment of COVID 19, Acta Pharmaceutica Sinica B, 2021,11(1): 304 - 307
4. Maglumi SARS – CoV – 2 – neutralizing antibodies ( CLIA), SNIBE, 03.2021
5. P. V’ Kovski, Anika Kratzel, S. Steiner, H. Stahler, V. Thiel - Coronavirus – biology and replication: implication for SARS – CoV – 2, Nature Review, 2021, volume 19: 155 - 170
6. Shi Xiaojie, Li Yu, Yan Lei, Yang Guang, Qiang Min – Neutralizing antibodies targeting SARS – CoV – 2 spike protein, Stem Cell Research 50 ( 2021), 102125
7. Yu – yu Zhang, Bi – ru Li, Bo – tao Ning, The comparative immunological characteristics of SARS – CoV, MERS – CoV, SARS – CoV – 2: Coronavirus infection, Frotiers in immunology, vol 11, aug. 2020
8. Rizos, A.- L. Haliasou, I. Kalomenidis, A. Koromilias, Z. Barbaresou, K. Paidousi, A. Kapetanaki, N. Koulouris, P. Sfikakis, A. Haliasos , Kinetics of anti -SARS-COV-2 IgG/IgM antibody concentration, measured by an automated immunochemiluminescence metod, UP TO 7 MONTHS AFTER THE ONSET OF SYMPTOMS, ,2021
9. Meral Yuce, Filiztekin E, Özkaya KG, COVID – 19 – A review of current methods , Biosens Bioekectron, ian 2021
10. G. Lippi & Mario Plebani , SARS – CoV – 2 antibodies titration – a reappraisal, , ATM, aug 2020
11. Cornelia Bergman, Robert Silverman, COVID – 19 – Coronavirus replication, pathogenesis and therapeutic strategies, , Cleveland Clinic Journal of Medicine, 05 – 2020
12. Sonu Bhaskar &Co, Cytokine storm in COVID – 19 – Immunophatological mechanism, clinical consideration and therapeutic approaches: the reprogram consortium position paper, Frontiers in immunology, July 2020, volume 11, article 1648