Pathogenesis of Post-Covid Syndrome. The Key Role of the Immune System

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

When considering the pathogenesis of COVID-19 and post-Covid syndrome, disorders associated with the immune system come to the fore. Complexes of immune dysregulation, dissonant reactions of the patient’s innate and adaptive immune systems, should be considered the main causes of the complex pattern of lesions. These processes include cellular inflammation, disorder of hemovascular homeostasis, and organ damages. Consistent analysis of these processes serves as the basis for choosing therapeutic strategy schemes, taking into account clinical indicators and personal characteristics of patients.

Full Text

Restricted Access

About the authors

O. A. Gomazkov

Orekhovich Research Institute of Biomedical Chemistry

Author for correspondence.
Email: oleg-gomazkov@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Arish M., Qian W., Narasimhan H., Sun J. COVID-19 immunopathology: from acute diseases to chronic sequelae // J. Med. Virol. 2023. V. 95 (1). P. e28122.
  2. Arthur J.M., Forrest J.C., Boehme K.W. et al. Development of ACE2 autoantibodies after SARS-CoV-2 infection // PLoS One. 2021. V. 16. P. e0257016.
  3. Augustin M., Schommers P., Stecher M. et al. Post-COVID syndrome in non-hospitalised patients with COVID-19: a longitudinal prospective cohort study // Lancet Reg. Health Eur. 2021. V. 6. P. 100122. https://doi.org/10.1016/j.lanepe.2021.100122
  4. Bellanti J.A., Green R.E. Immunological reactivity. Expression of efficiency in elimination of foreignness // Lancet. 1971. V. 2. P. 526–529.
  5. Cervia C., Zurbuchen Y., Taeschler P. et al. Immunoglobulin signature predicts risk of post-acute COVID‐19 syndrome // Nat. Commun. 2022. V. 13 (1). P. 446–458.
  6. Cevik M., Tate M., Lloyd O. et al. SARS-CoV-2, SARS-CoV, and MERS-CoV viral load dynamics, duration of viral shedding, and infectiousness: a systematic review and meta-analysis // Lancet. Microbe. 2021. V. 2. P. e13–e22.
  7. Charfeddine S., Amor H.I.J., Jdidi J. et al. Long COVID-19 syndrome: is it related to microcirculation and endothelial dysfunction? // Front. Cardiovasc. Med. 2021. V. 8. P. 745758.
  8. Cheon I.S., Li C., Son Y.M. et al. Immune signatures underlying post‐acute COVID‐19 lung sequelae // Sci. Immunol. 2021. V. 6 (65). P. eabk1741.
  9. Davis H.E., McCorkell L., Vogel J.M., Topol E.J. Long COVID: major findings, mechanisms and recommendations // Nat. Rev. Microbiol. 2023. V. 21. P. 133–146.
  10. DeOre B.J., Tran K.A., Andrews A.M. et al. SARS-CoV-2 spike protein disrupts blood–brain barrier integrity via RhoA activation // J. Neuroimm. Pharmacol. 2021. V. 16. P. 722–728.
  11. Dennis A., Wamil M., Alberts J. et al. Multiorgan impairment in low-risk individuals with post-COVID-19 syndrome: a prospective, community-based study // BMJ Open. 2021. V. 11 (3). P. e048391.
  12. Espín E., Yang C., Shannon C.P. et al. Cellular and molecular biomarkers of long COVID: a scoping review // EBioMedicine. 2023. V. 91. P. 104552.
  13. García-Abellán J., Padilla S., Fernández-González M. et al. Antibody response to SARS-CoV-2 is associated with long-term clinical outcome in patients with COVID-19: a longitudinal study // J. Clin. Immunol. 2021. V. 41. P. 1490–1501.
  14. Glynne P., Tahmasebi N., Gant V., Gupta R. Long COVID following mild SARS-CoV-2 infection: characteristic T cell alterations and response to antihistamines // J. Investig. Med. 2022. V. 70. P. 61–67.
  15. Heneka M.T., Golenbock D., Latz E. et al. Immediate and long-term consequences of COVID-19 infections for the development of neurological disease // Alzheimers Res. Ther. 2020. V. 12. P. 69.
  16. Hosseini A., Hashemi V., Shomali N. et al. Innate and adaptive immune responses against coronavirus // Biomed. Pharmacother. 2020. V. 132. P. 110859.
  17. Kemp S., Collier D., Datir R. et al. SARS-CoV-2 evolution during treatment of chronic infection // Nature. 2021. V. 592 (7853). P. 277–282.
  18. Khoshkam Z., Aftabi Y., Stenvinkel P. et al. Recovery scenario and immunity in COVID-19 disease: a new strategy to predict the potential of reinfection // J. Adv. Res. 2021. V. 31. P. 49–60.
  19. Lam G.Y., Damant R.W., Ferrara G. et al. Characterizing long-COVID brain fog: a retrospective cohort study // J. Neurol. 2023. V. 270 (10). P. 4640–4646.
  20. Larionova R., Byvaltsev K., Kravtsova O. et al. SARS-CoV-2 acute and post-active infection in the context of autoimmune and chronic inflammatory diseases // J. Transl. Autoimmun. 2022. V. 5. P. 100154. https://doi.org/10.1016/j.jtauto.2022.100154
  21. Lei Y., Zhang J., Schiavon C.R. et al. SARS-CoV-2 spike protein impairs endothelial function via downregulation of ACE2 // Circ. Res. 2021. V. 128. P. 1323–1326.
  22. Lopez-Leon S., Wegman-Ostrosky T., Perelman C. et al. More than 50 long-term effects of COVID-19: a systematic review and meta-analysis // medRxiv. 2021. V. 11 (1). P. 16144.
  23. Marques K.C., Quaresma J.A.S., Falcão L.F.M. Cardiovascular autonomic dysfunction in “Long COVID”: pathophysiology, heart rate variability, and inflammatory markers // Front. Cardiovasc. Med. 2023. V. 10. P. 1256512.
  24. Marx V. Scientists set out to connect the dots on long COVID // Nat. Methods. 2021. V. 18 (5). P. 449– 453.
  25. Mohandas S., Jagannathan P., Henrich T.J. et al. Immune mechanisms underlying COVID-19 pathology and post-acute sequelae of SARS-CoV-2 infection (PASC) // eLife. 2023. V. 12. P. e86014.
  26. Opsteen S., Files J.K., Fram T., Erdmann N. The role of immune activation and antigen persistence in acute and long COVID // J. Investig. Med. 2023. V. 71 (5). P. 545–562.
  27. Patterson B.K., Francisco E.B., Yogendra R. et al. Persistence of SARS-CoV-2 S1 protein in CD16+ monocytes in post-acute sequelae of COVID-19 (PASC) up to 15 months post-infection // Front. Immunol. 2022. V. 12. P. 746021.
  28. Phetsouphanh C., Darley D.R., Wilson D.W. et al. Immunological dysfunction persists for 8 months following initial mild-to-moderate SARS-CoV-2 infection // Nat. Immunol. 2022. V. 23. P. 210–216.
  29. Plummer A.M., Matos Y.L., Lin H.C. et al. Gut-brain pathogenesis of post-acute COVID-19 neurocognitive symptoms // Front. Neurosci. 2023. V. 17. P. 1232480.
  30. Poon M.M.L., Rybkina K., Kato Y. et al. SARS-CoV-2 infection generates tissue‐localized immunological memory in humans // Sci. Immunol. 2021. V. 6 (65). P. eabl9105.
  31. Priya S.P., Sunil P.M., Varma S. et al. Direct, indirect, post-infection damages induced by coronavirus in the human body: an overview // Virusdisease. 2022. V. 33 (4). P. 429–444.
  32. Root-Bernstein R. From co-infections to autoimmune disease via hyperactivated innate immunity: COVID-19 autoimmune coagulopathies, autoimmune myocarditis and multisystem inflammatory syndrome in children // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24 (3). P. 3001.
  33. Ryan F.J., Hope C.V., Masavuli M.G. et al. Long-term perturbation of the peripheral immune system months after SARS-CoV-2 infection // BMC Med. 2022. V. 20 (1). P. 26.
  34. Schultheiß C., Willscher E., Paschold L. et al. The IL-1β, IL-6, and TNF cytokine triad is associated with post-acute sequelae of COVID-19 // Cell Rep. Med. 2022. V. 3 (6). P. 100663.
  35. Siddiqi H.K., Mehra M.R. COVID-19 illness in native and immunosuppressed states: a clinical-therapeutic staging proposal // J. Heart Lung Transplant. 2020. V. 39. P. 405–407.
  36. Swank Z., Senussi Y., Manickas-Hill Z. et al. Persistent circulating severe acute respiratory syndrome coronavirus-2 spike is associated with post-acute coronavirus disease 2019 sequelae // Clin. Infect. Dis. 2023. V. 76 (3). P. e487–e490.
  37. Troyer Z., Alhusaini N., Tabler C.O. et al. Extracellular vesicles carry SARS-CoV-2 spike protein and serve as decoys for neutralizing antibodies // J. Extracell. Vesicles. 2021. V. 10. P. e12112.
  38. Theoharides T.C. Could SARS-CoV-2 spike protein be responsible for long-COVID syndrome? // Mol. Neurobiol. 2022. V. 59 (3). P. 1850–1861.
  39. van Kampen J.J.A., van Vijver D.A.M., Fraaij P.L.A. et al. Duration and key determinants of infectious virus shedding in hospitalized patients with coronavirus disease-19 (COVID-19) // Nat. Commun. 2021. V. 12. P. 267. https://doi.org/10.1038/s41467-020-20568-4
  40. Wallukat G., Hohberger B., Wenzel K. et al. Functional autoantibodies against G-protein coupled receptors in patients with persistent long-COVID-19 symptoms // J. Transl. Autoimmun. 2021. V. 4. P. 100100.
  41. Wang E.Y., Mao T., Klein J. et al. Diverse functional autoantibodies in patients with COVID-19 // Nature. 2021. V. 595. P. 283–288.
  42. Wang X., Sanborn M.A., Dai Y., Rehman J. Temporal transcriptomic analysis using TrendCatcher identifies early and persistent neutrophil activation in severe COVID-19 // JCI Insight. 2022. V. 7. P. e157255.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».