Publicação

Exploring serology and sex differences in SARS-CoV-2 infection

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A doença coronavírus 2019, COVID-19, promoveu uma epidemia com mais de duzentos milhões de casos de infeção confirmados e mais de 4 milhões de mortes até o momento (1). O surto de síndrome respiratória aguda grave, SARS-CoV-2, começou no final de 2019 em Wuhan, China, e espalhou-se rapidamente por todo o país, bem como para outros países ao redor do mundo (15–17). O SARS-CoV 2 não é tão letal quanto o coronavírus da síndrome respiratória aguda grave 1, SARS-CoV-1, ou o vírus responsável pela síndrome respiratória do Médio Oriente, MERS-CoV, mas a disseminação considerável da pandemia atual causou uma pressão tremenda e consequências desastrosas para a saúde pública em todo o mundo (18). O SARS-CoV-2 é um grande vírus de RNA de cadeia simples com quatro proteínas estruturais: a proteína do nucleocapsídeo (N), a proteína espícula (S), a proteína do invólucro (E), e a proteína da membrana (M). Ambas as proteínas S e N são potenciais antígenos para sorodiagnóstico de COVID-19 (17,53,54). Pacientes infetados com SARS-CoV-2 apresentam sintomas clínicos semelhantes aos de pacientes infetados com patógenos comuns do trato respiratório, incluindo febre, fadiga e tosse e também outros sintomas inespecíficos, como dor de garganta, dores musculares, coriza e diarreia (22). Os sintomas variam entre os indivíduos, desde infeção assintomática até insuficiência respiratória grave (23). Distúrbios neurológicos também têm sido relatados, como cefaleia, náuseas, vómitos, anosmia e ageusia, doença cerebrovascular aguda e comprometimento da consciência (24,25). A maioria dos pacientes com COVID-19 com sintomas mais graves tinha doenças preexistentes, como diabetes, hipertensão e outras doenças endócrinas e metabólicas. O período de incubação da doença varia entre 2–14 dias e o período médio de incubação é de aproximadamente 4–5 dias antes do início dos sintomas (26,27). O SARS-CoV-2 é transmitido através de gotículas respiratórias de um hospedeiro infetado, que são grandes gotículas de muco carregado de vírus, ou através do contato próximo com indivíduos infetados (27,30,31). A primeira etapa da infeção é a inalação dessas partículas virais, que entram na cavidade nasal de um hospedeiro saudável e ligam-se às células caliciformes e ciliadas do nariz. A entrada nas células hospedeiras ocorre devido à interação entre a proteína S na superfície da partícula viral e uma proteína receptora na membrana da célula hospedeira (34,35). A proteína S liga-se à enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2) e tem duas subunidades, a S1 e a S2. A S1 liga-se ao domínio de ligação ao receptor (RBD) que por sua vez irá interagir com o receptor da célula hospedeira (ACE2) e ativar a enzima protease serina transmembranar 2 (TMPRSS2), que promove a clivagem da proteína S, permitindo a entrada do vírus por endocitose e, portanto, em seguida, a sua replicação (36-42). Os primeiros dados registados na China, seguidos de dados de vários países europeus, revelaram que embora homens e mulheres tenham quase o mesmo número de casos confirmados de SARS-CoV-2, o COVID-19 tem sido consistentemente duas vezes mais grave em homens do que em mulheres, conforme indicado por hospitalização, admissão em unidades de cuidados intensivos e taxas de mortalidade (42,89). Os homens têm mais comorbidades do que mulheres em todo o mundo, e homens mais velhos correm um risco maior de complicações relacionadas com a infeção (92–94), o que é consistente com a patogénese de outras infeções virais (95). Em Portugal, por cada 10 mortes entre os casos confirmados em mulheres, há 13 em homens (1). Existem dois tipos de testes que têm sido usados para diagnosticar a SARS-CoV-2: testes de diagnóstico molecular e testes sorológicos. Os testes de diagnóstico podem determinar se uma pessoa está infetada ou não. No caso do PCR deteta-se o RNA viral, no caso dos testes rápidos de antigénio, detetam-se proteínas especificas do vírus, enquanto os sorológicos podem identificar se uma pessoa tem anticorpos específicos para o vírus. O teste de diagnóstico mais utilizado para identificar a infeção por SARS-CoV 2 depende da deteção de RNA viral por meio de técnicas baseadas na reação em cadeia da polimerase aos produtos de transcrição reversa (RT-PCR). No entanto, 10 a 14 dias após o início dos sintomas, a sensibilidade do RT-PCR cai significativamente enquanto o teste de sorologia atinge seu pico. Em relação aos testes sorológicos, a técnica ELISA é a mais amplamente utilizada, mas pode ser bastante dispendiosa, uma vez que são necessários grandes volumes de amostras, e também devido aos altos custos de reagentes e tempo de realização longo (82-84). O nosso laboratório personalizou um ensaio ELISA para SARS-CoV-2 usando o Krammer Lab Protocol modificado conforme descrito em Gonçalves et al (80, 81). Outra opção pode ser o ensaio de citometria de fluxo, pois já está disponível em vários laboratórios e é mais rápido. Este estudo tem dois objetivos, o primeiro é desenvolver um ensaio alternativo ao ELISA para a deteção de humanos seropositivos para SARS-CoV-2. O segundo objetivo é relacionar os resultados com o conhecimento atual sobre as diferenças de sexo em relação a infeção por SARS-CoV-2, através da pesquisa e seleção de artigos publicados que abordem este tema. Sendo assim, implementou-se o método de citometria de fluxo para detetar células transfectadas com um construct que codifica a proteína S e, após otimização desta abordagem, fazer a deteção em amostras de soro de pacientes hospitalizados com SARS-CoV-2. Em seguida, comparou-se os resultados dos dois métodos aplicados às mesmas amostras: citometria de fluxo e ELISA, de forma a avaliar a presença de anticorpos IgG para o antígeno S e correlacionar os resultados com o sexo dos pacientes. De acordo com os resultados obtidos neste estudo, não houve diferenças nos títulos do IgG entre mulheres e homens. Ao comparar os resultados obtidos nos dois métodos, não foi observada correlação entre os resultados obtidos com as duas técnicas: ELISA e citometria de fluxo. Embora pareça haver uma associação entre as amostras de indivíduos do sexo feminino e as maiores taxas de deteção do construct que codifica a proteína S, na citometria de fluxo, o mesmo não pode ser dito em relação aos resultados do ELISA. A idade média dos pacientes é de setenta e quatro anos, o que pode explicar a alta taxa de mortalidade (16.7%) observada e também pode ser o motivo pelo qual cada paciente apresentava pelo menos uma comorbidade associada à doença. Uma análise das associações entre os resultados laboratoriais de citometria de fluxo e sexo dos pacientes, idade, gravidade do caso e comorbidades, indica uma correlação entre hipertensão, diabetes e idade avançada com taxas de deteção mais altas, o que é consistente com vários estudos (89,116,153). As limitações deste estudo incluem o pequeno tamanho da amostra, com trinta pacientes, o que limita o poder estatístico do estudo e a falta de heterogeneidade das amostras, sendo a média de idades de setenta e quatro anos, com apenas três pacientes com menos de cinquenta anos. Outra limitação é que a coorte foi acompanhada apenas de pacientes hospitalizados, sendo que não foram incluídos no estudo pacientes atendidos no domicílio ou em instituições de assistência. Uma vez que nossa coorte teve apenas 5 pacientes do sexo masculino e 13 do sexo feminino, é necessário um estudo com mais amostras, bem como amostras equivalentes para cada sexo para tirar conclusões mais robustas. Para esta e todas as pesquisas futuras sobre doenças infeciosas, deve ser prática standard coletar e relatar dados desagregados por sexo, uma vez que a compreensão dos mecanismos por trás dessas diferenças de sexo pode levar a uma melhor compreensão das vias de proteção durante infeção por SARS-CoV-2 e vírus futuros. Em conclusão, determinou-se que em relação à sensibilidade de deteção de anticorpos específicos da proteína S em amostras de soro de pacientes com COVD-19, a citometria de fluxo poderá ser usada como uma segunda opção em relação ao ensaio ELISA. E, de acordo com a pesquisa bibliográfica por data mining, verificou-se que há estudos que suportam que a vantagem de sobrevivência das mulheres tem sustentação biológica dado que a vantagem feminina é modulada por fatores biológicos, como hormonas sexuais e expressão do gene ACE2, o que permite explicar as diferenças da suscetibilidade dos indivíduos dos dois sexos à doença.
Autores principais:	Carvalhinho, Carina Alexandra dos Santos
Assunto:	COVID-19 SARS- CoV-2 Citometria de fluxo ELISA Diferenças de suscetibilidade dos sexos à COVID-19 Teses de mestrado - 2022
Ano:	2022
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Lisboa
Idioma:	inglês
Origem:	Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição
Resumo:	A doença coronavírus 2019, COVID-19, promoveu uma epidemia com mais de duzentos milhões de casos de infeção confirmados e mais de 4 milhões de mortes até o momento (1). O surto de síndrome respiratória aguda grave, SARS-CoV-2, começou no final de 2019 em Wuhan, China, e espalhou-se rapidamente por todo o país, bem como para outros países ao redor do mundo (15–17). O SARS-CoV 2 não é tão letal quanto o coronavírus da síndrome respiratória aguda grave 1, SARS-CoV-1, ou o vírus responsável pela síndrome respiratória do Médio Oriente, MERS-CoV, mas a disseminação considerável da pandemia atual causou uma pressão tremenda e consequências desastrosas para a saúde pública em todo o mundo (18). O SARS-CoV-2 é um grande vírus de RNA de cadeia simples com quatro proteínas estruturais: a proteína do nucleocapsídeo (N), a proteína espícula (S), a proteína do invólucro (E), e a proteína da membrana (M). Ambas as proteínas S e N são potenciais antígenos para sorodiagnóstico de COVID-19 (17,53,54). Pacientes infetados com SARS-CoV-2 apresentam sintomas clínicos semelhantes aos de pacientes infetados com patógenos comuns do trato respiratório, incluindo febre, fadiga e tosse e também outros sintomas inespecíficos, como dor de garganta, dores musculares, coriza e diarreia (22). Os sintomas variam entre os indivíduos, desde infeção assintomática até insuficiência respiratória grave (23). Distúrbios neurológicos também têm sido relatados, como cefaleia, náuseas, vómitos, anosmia e ageusia, doença cerebrovascular aguda e comprometimento da consciência (24,25). A maioria dos pacientes com COVID-19 com sintomas mais graves tinha doenças preexistentes, como diabetes, hipertensão e outras doenças endócrinas e metabólicas. O período de incubação da doença varia entre 2–14 dias e o período médio de incubação é de aproximadamente 4–5 dias antes do início dos sintomas (26,27). O SARS-CoV-2 é transmitido através de gotículas respiratórias de um hospedeiro infetado, que são grandes gotículas de muco carregado de vírus, ou através do contato próximo com indivíduos infetados (27,30,31). A primeira etapa da infeção é a inalação dessas partículas virais, que entram na cavidade nasal de um hospedeiro saudável e ligam-se às células caliciformes e ciliadas do nariz. A entrada nas células hospedeiras ocorre devido à interação entre a proteína S na superfície da partícula viral e uma proteína receptora na membrana da célula hospedeira (34,35). A proteína S liga-se à enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2) e tem duas subunidades, a S1 e a S2. A S1 liga-se ao domínio de ligação ao receptor (RBD) que por sua vez irá interagir com o receptor da célula hospedeira (ACE2) e ativar a enzima protease serina transmembranar 2 (TMPRSS2), que promove a clivagem da proteína S, permitindo a entrada do vírus por endocitose e, portanto, em seguida, a sua replicação (36-42). Os primeiros dados registados na China, seguidos de dados de vários países europeus, revelaram que embora homens e mulheres tenham quase o mesmo número de casos confirmados de SARS-CoV-2, o COVID-19 tem sido consistentemente duas vezes mais grave em homens do que em mulheres, conforme indicado por hospitalização, admissão em unidades de cuidados intensivos e taxas de mortalidade (42,89). Os homens têm mais comorbidades do que mulheres em todo o mundo, e homens mais velhos correm um risco maior de complicações relacionadas com a infeção (92–94), o que é consistente com a patogénese de outras infeções virais (95). Em Portugal, por cada 10 mortes entre os casos confirmados em mulheres, há 13 em homens (1). Existem dois tipos de testes que têm sido usados para diagnosticar a SARS-CoV-2: testes de diagnóstico molecular e testes sorológicos. Os testes de diagnóstico podem determinar se uma pessoa está infetada ou não. No caso do PCR deteta-se o RNA viral, no caso dos testes rápidos de antigénio, detetam-se proteínas especificas do vírus, enquanto os sorológicos podem identificar se uma pessoa tem anticorpos específicos para o vírus. O teste de diagnóstico mais utilizado para identificar a infeção por SARS-CoV 2 depende da deteção de RNA viral por meio de técnicas baseadas na reação em cadeia da polimerase aos produtos de transcrição reversa (RT-PCR). No entanto, 10 a 14 dias após o início dos sintomas, a sensibilidade do RT-PCR cai significativamente enquanto o teste de sorologia atinge seu pico. Em relação aos testes sorológicos, a técnica ELISA é a mais amplamente utilizada, mas pode ser bastante dispendiosa, uma vez que são necessários grandes volumes de amostras, e também devido aos altos custos de reagentes e tempo de realização longo (82-84). O nosso laboratório personalizou um ensaio ELISA para SARS-CoV-2 usando o Krammer Lab Protocol modificado conforme descrito em Gonçalves et al (80, 81). Outra opção pode ser o ensaio de citometria de fluxo, pois já está disponível em vários laboratórios e é mais rápido. Este estudo tem dois objetivos, o primeiro é desenvolver um ensaio alternativo ao ELISA para a deteção de humanos seropositivos para SARS-CoV-2. O segundo objetivo é relacionar os resultados com o conhecimento atual sobre as diferenças de sexo em relação a infeção por SARS-CoV-2, através da pesquisa e seleção de artigos publicados que abordem este tema. Sendo assim, implementou-se o método de citometria de fluxo para detetar células transfectadas com um construct que codifica a proteína S e, após otimização desta abordagem, fazer a deteção em amostras de soro de pacientes hospitalizados com SARS-CoV-2. Em seguida, comparou-se os resultados dos dois métodos aplicados às mesmas amostras: citometria de fluxo e ELISA, de forma a avaliar a presença de anticorpos IgG para o antígeno S e correlacionar os resultados com o sexo dos pacientes. De acordo com os resultados obtidos neste estudo, não houve diferenças nos títulos do IgG entre mulheres e homens. Ao comparar os resultados obtidos nos dois métodos, não foi observada correlação entre os resultados obtidos com as duas técnicas: ELISA e citometria de fluxo. Embora pareça haver uma associação entre as amostras de indivíduos do sexo feminino e as maiores taxas de deteção do construct que codifica a proteína S, na citometria de fluxo, o mesmo não pode ser dito em relação aos resultados do ELISA. A idade média dos pacientes é de setenta e quatro anos, o que pode explicar a alta taxa de mortalidade (16.7%) observada e também pode ser o motivo pelo qual cada paciente apresentava pelo menos uma comorbidade associada à doença. Uma análise das associações entre os resultados laboratoriais de citometria de fluxo e sexo dos pacientes, idade, gravidade do caso e comorbidades, indica uma correlação entre hipertensão, diabetes e idade avançada com taxas de deteção mais altas, o que é consistente com vários estudos (89,116,153). As limitações deste estudo incluem o pequeno tamanho da amostra, com trinta pacientes, o que limita o poder estatístico do estudo e a falta de heterogeneidade das amostras, sendo a média de idades de setenta e quatro anos, com apenas três pacientes com menos de cinquenta anos. Outra limitação é que a coorte foi acompanhada apenas de pacientes hospitalizados, sendo que não foram incluídos no estudo pacientes atendidos no domicílio ou em instituições de assistência. Uma vez que nossa coorte teve apenas 5 pacientes do sexo masculino e 13 do sexo feminino, é necessário um estudo com mais amostras, bem como amostras equivalentes para cada sexo para tirar conclusões mais robustas. Para esta e todas as pesquisas futuras sobre doenças infeciosas, deve ser prática standard coletar e relatar dados desagregados por sexo, uma vez que a compreensão dos mecanismos por trás dessas diferenças de sexo pode levar a uma melhor compreensão das vias de proteção durante infeção por SARS-CoV-2 e vírus futuros. Em conclusão, determinou-se que em relação à sensibilidade de deteção de anticorpos específicos da proteína S em amostras de soro de pacientes com COVD-19, a citometria de fluxo poderá ser usada como uma segunda opção em relação ao ensaio ELISA. E, de acordo com a pesquisa bibliográfica por data mining, verificou-se que há estudos que suportam que a vantagem de sobrevivência das mulheres tem sustentação biológica dado que a vantagem feminina é modulada por fatores biológicos, como hormonas sexuais e expressão do gene ACE2, o que permite explicar as diferenças da suscetibilidade dos indivíduos dos dois sexos à doença.