Apa yang akan dianggap Darwin adaptasi terbaik untuk melindungi terhadap virus corona? rolbo
Charles Darwin mempopulerkan konsep survival of the fittest sebagai mekanisme yang mendasari seleksi alam yang mendorong evolusi kehidupan. Organisme dengan gen yang lebih cocok dengan lingkungan dipilih untuk bertahan hidup dan meneruskannya ke generasi berikutnya.
Jadi, ketika infeksi baru yang belum pernah dilihat dunia sebelumnya meletus, proses seleksi alam dimulai dari awal lagi.
Dalam konteks pandemi coronavirus, siapa yang "paling cocok"?
Ini pertanyaan yang menantang. Tapi sebagai imunologi peneliti di University of South Carolina, kita dapat mengatakan satu hal yang jelas: Tanpa pilihan pengobatan yang efektif, kelangsungan hidup melawan infeksi coronavirus sepenuhnya tergantung pada respon imun pasien.
Kami telah mengerjakan bagaimana respon imun adalah pedang bermata dua - di satu sisi membantu tuan rumah melawan infeksi, sementara di sisi lain menyebabkan kerusakan signifikan dalam bentuk penyakit autoimun.
Darwin mengakui bahwa kutilang dengan paruh yang disesuaikan dengan sumber makanan tertentu yang ada di sebuah pulau lebih mungkin untuk bertahan hidup dan meneruskan gen mereka ke generasi berikutnya. Burung dengan paruh yang tepat didefinisikan sebagai yang paling cocok. Photos.com
Dua fase respon imun
Respons imun seperti mobil. Untuk mencapai tujuan dengan aman, Anda membutuhkan akselerator (fase 1) dan rem (fase 2) yang berfungsi dengan baik. Kegagalan dalam keduanya dapat memiliki konsekuensi yang signifikan.
Respons imun yang efektif terhadap agen infeksi terletak pada keseimbangan halus dua fase tindakan. Ketika agen infeksi menyerang, tubuh memulai fase 1, yang mempromosikan peradangan - suatu keadaan di mana berbagai sel kekebalan berkumpul di lokasi infeksi untuk menghancurkan patogen.
Ini diikuti oleh fase 2, di mana sel-sel kekebalan yang disebut sel T regulatori menekan peradangan sehingga jaringan yang terinfeksi dapat sepenuhnya pulih. Kekurangan pada fase pertama dapat memungkinkan pertumbuhan yang tidak terkendali dari agen infeksi, seperti virus atau bakteri. Cacat pada fase kedua dapat memicu peradangan besar, kerusakan jaringan, dan kematian.
Virus corona menginfeksi sel-sel dengan menempel pada reseptor yang disebut angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2), yang hadir di banyak jaringan di seluruh tubuh, termasuk saluran pernapasan dan sistem kardiovaskular. Infeksi ini memicu respons imun fase 1, di mana sel-B yang memproduksi antibodi memompa antibodi penawar yang dapat mengikat virus dan mencegahnya menempel pada ACE2. Ini menghambat virus menginfeksi lebih banyak sel.
Selama fase 1, sel-sel kekebalan juga menghasilkan sitokin, sekelompok protein yang merekrut sel-sel kekebalan lain serta melawan infeksi. Yang juga ikut berperang adalah sel T pembunuh yang menghancurkan sel yang terinfeksi virus, mencegah virus dari replikasi.
Jika sistem kekebalan terganggu dan bekerja dengan buruk selama fase 1, virus dapat bereplikasi dengan cepat. Orang dengan sistem kekebalan yang terganggu termasuk orang tua, penerima transplantasi organ, pasien dengan penyakit autoimun, pasien kanker yang menjalani kemoterapi dan individu yang dilahirkan dengan penyakit defisiensi imun. Banyak dari orang-orang ini mungkin tidak menghasilkan cukup antibodi atau sel T pembunuh untuk melawan virus, yang memungkinkan virus untuk berkembang biak tidak terkendali dan menyebabkan infeksi parah.
Model molekuler protein coronavirus spike (S) (merah) terikat pada reseptor enzim pengonversi 2 (ACE2) angiotensin (biru) pada sel manusia. Begitu berada di dalam sel, virus menggunakan mesin sel untuk membuat lebih banyak salinan dirinya. JUAN GAERTNER / ILMU PERPUSTAKAAN FOTO
Cidera paru-paru akibat peradangan
Meningkatnya replikasi SARS-CoV-2 memicu komplikasi tambahan di paru-paru dan organ lain.
Biasanya, ada berbagai mikroorganisme, baik yang berbahaya maupun yang jinak, yang hidup harmonis di paru-paru. Namun, ketika coronavirus menyebar, kemungkinan infeksi dan peradangan yang terjadi akan mengganggu keseimbangan ini, sehingga bakteri berbahaya yang ada di paru-paru mendominasi. Hal ini menyebabkan pengembangan pneumonia, di mana kantung udara paru-paru, yang disebut alveoli, terisi dengan cairan atau nanah, sehingga sulit untuk bernapas.
Ketika alveoli, lokasi di mana oksigen diserap dan karbon dioksida dikeluarkan, diisi dengan cairan, ada lebih sedikit ruang untuk menyerap oksigen. ttsz / Getty Images
Ini memicu peradangan tambahan di paru-paru, yang mengarah ke Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS), yang terlihat pada sepertiga dari pasien COVID-19. Sistem kekebalan, yang tidak mampu mengendalikan infeksi virus dan patogen lain yang muncul di paru-paru, meningkatkan respons inflamasi yang lebih kuat dengan melepaskan lebih banyak sitokin, suatu kondisi yang dikenal sebagai "badai sitokin."
Pada tahap ini, kemungkinan respon imun fase 2 yang bertujuan menekan peradangan gagal dan tidak dapat mengendalikan badai sitokin. Badai sitokin semacam itu dapat memicu api ramah - bahan kimia korosif yang merusak yang dimaksudkan untuk menghancurkan sel-sel yang terinfeksi yang dilepaskan oleh sel-sel kekebalan tubuh yang dapat menyebabkan kerusakan parah pada paru-paru dan organ-organ lain.
Juga, karena ACE2 ada di seluruh tubuh, sel T pembunuh dari fase 1 dapat menghancurkan sel yang terinfeksi virus di banyak organ, menyebabkan kerusakan yang lebih luas. Dengan demikian, pasien yang memproduksi sitokin dan sel T yang berlebihan dapat mati karena cedera tidak hanya pada paru-paru tetapi juga ke organ lain seperti jantung dan ginjal.
Tindakan penyeimbangan sistem kekebalan
Skenario di atas menimbulkan beberapa pertanyaan tentang pencegahan dan pengobatan COVID-19. Karena sebagian besar orang pulih dari infeksi coronavirus, ada kemungkinan bahwa vaksin yang memicu antibodi penawar dan sel T untuk memblokir virus agar tidak masuk ke dalam sel dan bereplikasi sepertinya akan berhasil. Kunci dari vaksin yang efektif adalah bahwa vaksin itu tidak memicu peradangan berlebihan.
Selain itu, pada pasien yang beralih ke bentuk yang lebih parah seperti ARDS dan badai sitokin, yang sering mematikan, ada kebutuhan mendesak untuk novel. obat anti-inflamasi. Obat-obatan ini secara luas dapat menekan badai sitokin tanpa menyebabkan penindasan respon imun yang berlebihan, sehingga memungkinkan pasien untuk membersihkan virus corona tanpa merusak paru-paru dan jaringan lain.
Mungkin hanya ada jendela peluang sempit di mana agen imunosupresif ini dapat digunakan secara efektif. Agen tersebut tidak boleh dimulai pada tahap awal infeksi ketika pasien membutuhkan sistem kekebalan untuk melawan infeksi, tetapi tidak dapat ditunda terlalu lama setelah pengembangan ARDS, ketika peradangan masif tidak dapat dikendalikan. Jendela perawatan anti-inflamasi ini dapat ditentukan dengan memantau tingkat antibodi dan sitokin pada pasien.
Dengan COVID-19, maka, yang "paling cocok" adalah individu yang melakukan respons imun fase 1 dan fase 2 yang normal. Ini berarti respons imun yang kuat pada fase 1 untuk membersihkan infeksi coronavirus primer dan menghambat penyebarannya di paru-paru. Maka ini harus diikuti oleh respon fase 2 optimal untuk mencegah peradangan berlebihan dalam bentuk "badai sitokin."
Vaksin dan perawatan antiinflamasi perlu dikelola dengan hati-hati agar keseimbangan ini dapat berhasil.
Dengan coronavirus ini, tidak mudah untuk mengetahui siapa individu yang paling kuat. Belum tentu individu yang termuda, terkuat, atau paling atletis yang dijamin dapat bertahan dari coronavirus ini. Yang paling cocok adalah mereka yang memiliki respons imun “benar” yang dapat membersihkan infeksi dengan cepat tanpa memunculkan peradangan berlebihan, yang bisa mematikan.
Tentang Penulis
Prakash Nagarkatti, Wakil Presiden untuk Penelitian dan Profesor Terhormat Carolina, University of South Carolina dan Mitzi Nagarkatti, SmartState Endowed Chair dari Pusat Penemuan Obat Kanker, Profesor dan Ketua Carolina Yang Terhormat, Departemen Patologi, Mikrobiologi dan Imunologi, University of South Carolina
Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
Buku terkait:
Tubuh Menjaga Skor: Otak Pikiran dan Tubuh dalam Penyembuhan Trauma
oleh Bessel van der Kolk
Buku ini mengeksplorasi hubungan antara trauma dan kesehatan fisik dan mental, menawarkan wawasan dan strategi untuk penyembuhan dan pemulihan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Napas: Ilmu Baru Seni yang Hilang
oleh James Nestor
Buku ini mengeksplorasi ilmu dan praktik pernapasan, menawarkan wawasan dan teknik untuk meningkatkan kesehatan fisik dan mental.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Paradoks Tumbuhan: Bahaya Tersembunyi dalam Makanan "Sehat" yang Menyebabkan Penyakit dan Kenaikan Berat Badan
oleh Steven R. Gundry
Buku ini mengeksplorasi hubungan antara diet, kesehatan, dan penyakit, menawarkan wawasan dan strategi untuk meningkatkan kesehatan dan kebugaran secara keseluruhan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Kode Imunitas: Paradigma Baru untuk Kesehatan Sejati dan Anti Penuaan Radikal
oleh Joel Greene
Buku ini menawarkan perspektif baru tentang kesehatan dan kekebalan, berdasarkan prinsip-prinsip epigenetik dan menawarkan wawasan dan strategi untuk mengoptimalkan kesehatan dan penuaan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Panduan Puasa Lengkap: Sembuhkan Tubuh Anda Melalui Puasa Intermiten, Hari Alternatif, dan Perpanjangan
oleh Dr. Jason Fung dan Jimmy Moore
Buku ini mengeksplorasi ilmu dan praktik puasa yang menawarkan wawasan dan strategi untuk meningkatkan kesehatan dan kebugaran secara keseluruhan.
