Please use this identifier to cite or link to this item:
https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/70198
Type
ArticleCopyright
Restricted access
Embargo date
3100-12-31
Collections
Metadata
Show full item record
UNIQUE SIGNATURES OF AIRWAY AND SYSTEMIC IMMUNITY IN SEVERE COVID-19 PATIENTS INFECTED WITH ALPHA TO OMICRON SARS-COV-2 VARIANTS OF CONCERN.
Variants of concern
Cytokines
Chemokines
Growth factors
Prognostic biomarkers
Author
Ferreira, Geovane Marques
Lourenço, Alice Aparecida
Campi-Azevedo, Ana Carolina
Clarindo, Felipe Alves
Bernardes, André Felipe Leal
Lamounier, Ludmila Oliveira
Guimaraes, Natalia Rocha
Adelino, Talita Emile Ribeiro
Iani, Felipe Campos de Melo
Santos, Daniel Assis
Magalhães, Vanessa Caroline Randi
Mata, Camila Pacheco Silveira Martins da
Reis, Erik Vinicius de Sousa
Moraes, Thaís de Fátima Silva
Gomes-de-Pontes, Letícia
Fonseca, Flávio Guimarães da
Carvalho, Andréa Teixeira
Menegueti, Mayra Gonçalves
Martins, Maria Auxiliadora
Amaral, Paulo Henrique Ribeiro
Pérez, Juan Carlos González
Martins Filho, Olindo Assis
Coelho-dos-Reis, Jordana Grazziela
Lourenço, Alice Aparecida
Campi-Azevedo, Ana Carolina
Clarindo, Felipe Alves
Bernardes, André Felipe Leal
Lamounier, Ludmila Oliveira
Guimaraes, Natalia Rocha
Adelino, Talita Emile Ribeiro
Iani, Felipe Campos de Melo
Santos, Daniel Assis
Magalhães, Vanessa Caroline Randi
Mata, Camila Pacheco Silveira Martins da
Reis, Erik Vinicius de Sousa
Moraes, Thaís de Fátima Silva
Gomes-de-Pontes, Letícia
Fonseca, Flávio Guimarães da
Carvalho, Andréa Teixeira
Menegueti, Mayra Gonçalves
Martins, Maria Auxiliadora
Amaral, Paulo Henrique Ribeiro
Pérez, Juan Carlos González
Martins Filho, Olindo Assis
Coelho-dos-Reis, Jordana Grazziela
Affilliation
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Estado de Minas Gerais. Fundação Ezequiel Dias Laboratório Central de Saúde Pública. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Estado de Minas Gerais. Fundação Ezequiel Dias Laboratório Central de Saúde Pública. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Estado de Minas Gerais. Fundação Ezequiel Dias Laboratório Central de Saúde Pública. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Estado de Minas Gerais. Fundação Ezequiel Dias Laboratório Central de Saúde Pública. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Estado de Minas Gerais. Fundação Ezequiel Dias Laboratório Central de Saúde Pública. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Micologia. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Micologia. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil. / Universidade Federal de Minas Gerais. Hospital Risoleta Tolentino Neves. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade de São Paulo. Escola de Enfermagem de Ribeirão Preto. Departamento de Enfermagem Geral e Especializada. Ribeirão Preto, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto. Departamento de Cirurgia e Anatomia. Divisão de Medicina Intensiva. Ribeirão Preto, SP, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Exatas. Departamento de Física. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Exatas. Departamento de Física. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Estado de Minas Gerais. Fundação Ezequiel Dias Laboratório Central de Saúde Pública. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Estado de Minas Gerais. Fundação Ezequiel Dias Laboratório Central de Saúde Pública. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Estado de Minas Gerais. Fundação Ezequiel Dias Laboratório Central de Saúde Pública. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Estado de Minas Gerais. Fundação Ezequiel Dias Laboratório Central de Saúde Pública. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Estado de Minas Gerais. Fundação Ezequiel Dias Laboratório Central de Saúde Pública. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Micologia. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Micologia. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil. / Universidade Federal de Minas Gerais. Hospital Risoleta Tolentino Neves. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade de São Paulo. Escola de Enfermagem de Ribeirão Preto. Departamento de Enfermagem Geral e Especializada. Ribeirão Preto, SP, Brasil.
Universidade de São Paulo. Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto. Departamento de Cirurgia e Anatomia. Divisão de Medicina Intensiva. Ribeirão Preto, SP, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Exatas. Departamento de Física. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Exatas. Departamento de Física. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Microbiologia. Laboratório de Virologia Básica e Aplicada. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Abstract
In this study, systemic and localized immunity induced by SARS-CoV-2 variants of concern or interest (VOC/VOI) was investigated. For that, serum and tracheal aspirate soluble chemokines, pro-inflammatory/regulatory cytokines, and growth factors were measured in severe COVID-19 patients under mechanical ventilation upon infection with different SARS-CoV-2 variants, namely Alpha, Gamma, Zeta, Delta and Omicron. Increased levels of soluble mediators were observed in serum from severe COVID-19 patients regardless of the variant. In tracheal aspirate samples, the patients infected with the Gamma, Zeta, Delta, and Omicron variants exhibited reduced levels of inflammatory cytokines when compared to those infected with the Alpha variant. The trend of lower cytokine levels was also observed in the serum of patients across these variants, except for the Delta variant. By using network analysis and cytokine storm signatures, the data confirmed that severe COVID-19 induced by different variants have a completely divergent pattern of connectivity in serum samples as well as tracheal aspirates. Patients infected with variants at later time points in the pandemic such as Omicron exhibited networks of weak central architecture in serum samples as compared to tracheal aspirates, with lower number of neighborhood connections and clusters of pro-inflammatory and regulatory cytokines. By and large, this study points out to important systemic and local divergences and to loss of airway localized immunity in severe COVID-19 patients infected with SARS-CoV-2 variants, which brings insight into understanding host responses and viral escape vis-à-vis the virus mutations and evolution.
Keywords
Severe COVID-19Variants of concern
Cytokines
Chemokines
Growth factors
Prognostic biomarkers
Share