Zusammenfassung Es ist seit langem anerkannt, dass sich enterische Viren wie Noroviren, Rotaviren und Astroviren durch fäkal-orale Übertragung in der Bevölkerung verbreiten : Viren werden mit dem Kot eines Wirts ausgeschieden und gelangen in die Mundhöhle eines Wirts. ein anderer, der die Speicheldrüsen (SG) umgeht und den Darm erreicht, um sich zu vermehren, wird im Kot ausgeschieden und wiederholt den Übertragungszyklus. Es gibt jedoch Viren (z. B. Tollwut ), die SGs infizieren und so die Mundhöhle zum Replikationsort und den Speichel zum Übertragungskanal machen . Hier berichten wir, dass enterische Viren SGs produktiv und dauerhaft infizieren und Titer erreichen, die mit denen im Darm vergleichbar sind. Wir zeigen, dass enterische Viren im Speichel freigesetzt werden , und identifizieren damit einen zweiten Weg der Virusübertragung. Dies ist besonders wichtig für infizierte Säuglinge, deren Speichel während des Stillens durch Reflux direkt enterische Viren auf die Brustdrüsen ihrer Mütter überträgt. Dadurch wird der herkömmliche Weg der Darm-Brust-Achse umgangen und es kommt zu einem schnellen Anstieg der sekretorischen IgA-Antikörper in der Muttermilch . Schließlich zeigen wir, dass von SG abgeleitete Sphäroide und Zelllinien enterische Viren replizieren und vermehren können , wodurch ein skalierbares und kontrollierbares Produktionssystem entsteht. Insgesamt deckt unsere Forschung einen neuen Übertragungsweg für Darmviren auf, der Auswirkungen auf die Therapie, Diagnose und vor allem auf Hygienemaßnahmen zur Verhinderung der Ausbreitung über den Speichel hat. |
Speichel bildet die erste Verteidigungslinie gegen viele Krankheitserreger , die oral eindringen, und kann den klinischen Zustand einer Person widerspiegeln. Speicheltests werden üblicherweise zur Diagnose verschiedener Viren verwendet, die SGs infizieren, wie z. B. das Epstein-Barr-Virus, das Tollwutvirus, das Herpes-simplex-Virus und die Coronaviren 1 und 2 mit schwerem akutem respiratorischem Syndrom. Genomische RNA von Norovirus, Rotavirus und Astrovirus wurde häufig nachgewiesen im Speichel symptomatischer und asymptomatischer Personen.
Diese Beobachtungen wurden als Darmkontaminationen interpretiert, da angenommen wird, dass diese Viren hauptsächlich auf dem fäkal-oralen Weg durch die Aufnahme kontaminierter Lebensmittel und Wasser übertragen werden und sich produktiv im Darm vermehren.
Durch das Stillen werden Darmviren auf Mütter übertragen
Neugeborene Mäusewelpen (weniger als 10 Tage alt) eignen sich hervorragend für die Untersuchung von Darminfektionen, da sie aufgrund ihres unreifen Verdauungstrakts und Immunsystems anfällig für Viren sind. Tatsächlich waren intestinale Darminfektionen leicht nachweisbar, wenn Jungtiere oral mit murinem Norovirus 1 (MNV-1) oder Rotavirus (epizootischer Durchfall laktierender Mäuse (EDIM)) geimpft wurden und die Replikation anhand der mittleren Infektionsdosis der Gewebekultur gemessen wurde ( TCID 50) (MNV-1) oder quantitative PCR (qPCR) (EDIM). Im Darm von Jungtieren wurde eine robuste Darmreplikation von MNV-1 und EDIM beobachtet, wobei beide Viren zwischen 3 und 5 Tagen nach der Inokulation (dpi) ihren Höhepunkt erreichten und zwischen 7 und 10 dpi abheilten. Ähnliche Ergebnisse wurden auch bei erwachsenen Mäusen erzielt.
Implikationen
Jedes Jahr infizieren Noroviren, Rotaviren und Astroviren zusammen etwa Millionen Menschen in Industrie- und Entwicklungsländern, was zu erheblicher Morbidität und Mortalität führt. Die verschiedenen Hygienepraktiken lassen den fäkal-oralen Weg als einzigen Übertragungsweg nicht zu.
Wir haben gezeigt, dass die Speicheldrüsen (SG) ebenso wichtige Replikationsstellen für diese Viren sind wie der Darm; Speichel überträgt die Infektion auf andere Menschen, auch auf stillende Mütter.
Darüber hinaus können SGs als Reservoire fungieren , wodurch sie auch ohne Durchfall weiterhin Darmviren über den Speichel verbreiten. Unsere Ergebnisse konzentrieren sich auf die enterische Virusinfektion von SGs und Speichel als potenziell bedeutenderen Übertragungsweg durch Sprechen, Husten, Niesen und Küssen im Vergleich zum akzeptierten Übertragungsweg, der fäkalen Kontamination.
Kommentare (NIH)
Wissenschaftler der National Institutes of Medicine haben herausgefunden , dass eine Klasse von Viren, von denen bekannt ist, dass sie schwere Durchfallerkrankungen verursachen , darunter auch jenes, das für weitverbreitete Ausbrüche auf Kreuzfahrtschiffen bekannt ist, in den Speicheldrüsen von Mäusen wachsen und sich über deren Speichel verbreiten kann. Gesundheit. Die Ergebnisse zeigen, dass es einen neuen Übertragungsweg für diese häufigen Viren gibt, die jedes Jahr Milliarden Menschen auf der ganzen Welt befallen und tödlich sein können.
Die Übertragung dieser sogenannten enterischen Viren durch Speichel lässt darauf schließen, dass Husten, Sprechen, Niesen, das Teilen von Lebensmitteln und Utensilien und sogar Küssen das Potenzial haben, Viren zu verbreiten. Die neuen Erkenntnisse müssen noch in Humanstudien bestätigt werden.
Die in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlichten Ergebnisse könnten zu besseren Möglichkeiten zur Vorbeugung, Diagnose und Behandlung von durch diese Viren verursachten Krankheiten führen, was Leben retten könnte. Die Studie wurde vom National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI), einem Teil des NIH, geleitet.
Forscher wissen seit einiger Zeit, dass Darmviren wie Noroviren und Rotaviren durch den Verzehr von Nahrungsmitteln oder das Trinken von Flüssigkeiten, die mit Fäkalien, die diese Viren enthalten, kontaminiert sind, übertragen werden können. Es wurde angenommen, dass enterische Viren die Speicheldrüse umgehen und in den Darm gelangen, wo sie später über den Kot austreten. Obwohl einige Wissenschaftler vermuteten, dass es einen anderen Übertragungsweg geben könnte, blieb diese Theorie bisher weitgehend unbewiesen.
Jetzt müssen Forscher bestätigen, dass eine Übertragung von Darmviren über den Speichel beim Menschen möglich ist . Wenn sie feststellen, dass dies der Fall ist, so die Forscher, könnten sie auch feststellen, dass dieser Übertragungsweg noch häufiger vorkommt als der herkömmliche Weg. Ein solcher Befund könne erklären, warum die große Zahl an Darmvirusinfektionen jedes Jahr auf der ganzen Welt die fäkale Kontamination als einzigen Übertragungsweg nicht hinreichend erklären könne, sagten sie.
„Das ist völliges Neuland, weil man annahm, dass diese Viren nur im Darm wachsen“, sagte Hauptautor Nihal Altan-Bonnet, Ph.D., Leiter des Host-Pathogen Dynamics Laboratory am NHLBI. „Die Übertragung von Darmviren über den Speichel ist eine weitere Übertragungsebene, von der wir nichts wussten. „Es ist eine völlig neue Denkweise darüber, wie diese Viren übertragen werden können, wie sie diagnostiziert werden können und, was am wichtigsten ist, wie ihre Ausbreitung eingedämmt werden kann.“
Altan-Bonnet, der sich seit Jahren mit Darmviren beschäftigt, sagte, die Entdeckung sei völlig zufällig gewesen . Sein Team hatte Experimente mit Darmviren an Babymäusen durchgeführt, die die Tiermodelle der Wahl für die Untersuchung dieser Infektionen sind, da sie aufgrund ihres unreifen Verdauungs- und Immunsystems anfällig für Infektionen sind.
Für die aktuelle Studie fütterten die Forscher eine Gruppe neugeborener Mäuse, die weniger als 10 Tage alt waren, mit Norovirus oder Rotavirus. Die Mäusejungen wurden dann in die Käfige zurückgebracht und durften von ihren Müttern gesäugt werden, die zunächst virenfrei waren. Nach nur einem Tag bemerkte eines von Altan-Bonnets Teammitgliedern, NHLBI-Forscher und Co-Autor der Studie, Sourish Ghosh, Ph.D., etwas Ungewöhnliches. Die Mäusewelpen zeigten einen Anstieg von IgA-Antikörpern , wichtigen Bestandteilen zur Krankheitsbekämpfung, in ihrem Darm. Dies war überraschend, wenn man bedenkt, dass das Immunsystem der Mäusewelpen noch unreif war und zu diesem Zeitpunkt nicht erwartet wurde, dass sie eigene Antikörper produzieren.
Ghosh bemerkte auch andere ungewöhnliche Dinge: Die Viren vermehrten sich in großem Umfang im Brustgewebe (Milchgangzellen) der Mütter. Als Ghosh Milch aus den Brüsten von Mäusemüttern sammelte, entdeckte er, dass der Zeitpunkt und die Werte des IgA-Anstiegs in ihrer Muttermilch dem Zeitpunkt und den Werten des IgA-Anstiegs im Darm ihrer Welpen entsprachen. Es schien, dass eine Infektion in den Brüsten der Mütter die Produktion von virusbekämpfenden IgA-Antikörpern in ihrer Muttermilch erhöht hatte, was letztendlich dazu beitrug, die Infektion bei ihren Welpen zu beseitigen, sagten die Forscher.
Um herauszufinden, wie die Viren überhaupt in das Brustgewebe der Mütter gelangten, führten die Forscher zusätzliche Experimente durch und stellten fest, dass die Mäusewelpen die Viren nicht auf dem herkömmlichen Weg auf ihre Mütter übertragen hatten, indem sie kontaminierten Kot in einem gemeinsamen Zuhause zurückließen ihre Mütter zum Essen. Damals beschlossen die Forscher herauszufinden, ob die Viren im Brustgewebe der Mütter aus dem Speichel infizierter Welpen stammen und sich beim Säugen irgendwie verbreiten könnten.
Um die Theorie zu testen, sammelte Ghosh Speichel- und Speicheldrüsenproben von Mäusewelpen und stellte fest, dass die Speicheldrüsen diese Viren in sehr hohem Maße replizierten und die Viren in großen Mengen an den Speichel abgaben . Weitere Experimente bestätigten schnell die Speicheltheorie: Das Stillen hatte eine Virusübertragung sowohl von der Mutter auf das Kalb als auch vom Kalb auf die Mutter verursacht.
Die in dieser Studie berichtete Forschung wurde von der NHLBI Division of Intramural Research, einem Teil des NIH, finanziert. Darüber hinaus umfasste die Forschung die Zusammenarbeit mit zwei Labors am National Institute of Dental and Craniofazial Research des NIH: dem Biology and Utilization of Adeno-Associated Viruses for Gene Transfer Laboratory (ZIA-DE000695) und dem Stem/Progenitor/Stammzellfunktion. Neuronen während der Entwicklung der Speicheldrüsen Labor (ZIA-DE00722).
Über die National Institutes of Health (NIH): NIH, die medizinische Forschungsbehörde des Landes, umfasst 27 Institute und Zentren und ist Teil des US-Gesundheitsministeriums. NIH ist die führende Bundesbehörde, die grundlegende, klinische und translationale medizinische Forschung durchführt und unterstützt und die Ursachen, Behandlungen und Heilmittel für häufige und seltene Krankheiten untersucht. Weitere Informationen über das NIH und seine Programme finden Sie unter www.nih.gov.
