Impairment of natural killer populations in the patients recovered from COVID-19

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

To date, only minimal attention has been paid to assessment of immunity state in patients with post-COVID syndrome. Influence of the SARS-CoV-2 virus on various systems in the body, including the immune system, may contribute to the development of disorders causing different diseases. At the same time, the patients suffering from the COVID-19 complications, including hospitalization and isolation from their family members, experience severe psychological and social stress. In almost every fourth case, these factors lead to development of the s.c. post-COVID syndrome. The aim of the present study was to evaluate the numbers of NK cells, levels of cortisol and characteristics of immune system disorders in the patients who underwent SARS-CoV-2 infection.

78 patients were examined 6 months after suffering COVID-19. We have assessed 25 parameters of the blood system (general blood test), 50 parameters of immune system, i.e., counts of T lymphocytes, B lymphocytes and their functional markers, NK, T-NK cell subsets, phagocytic components of immune system, as well as factors of humoral immunity, including total and specific immunoglobulins and complement fragments.

Our studies showed a sharp, three-fold decrease in the number of natural killers in more than 1/3 of the examined individuals. This decrease is accompanied by higher relative contents of T lymphocytes and T helper cells. The latter finding may be associated with a compensatory increase in T lymphocytes and dysregulation of the T cell link of immune system, thus requiring a more detailed study and, most likely, evaluation of the cytokine profile in such patients. Moreover, in some post-COVID patients, high levels of cortisol still persist, thus suggesting maintenance of chronic stress in these patients. Some changes in platelet counts are also important (increased levels of blood platelets and thrombocytocrit), which may promote later disorders of blood clotting system and development of thrombosis.

About the authors

Maria A. Dobrynina

Research Institute of Immunology and Physiology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: mzurochka@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1852-9650

PhD (Medicine), Research Associate, Laboratory of Inflammation Immunology

Russian Federation, 106, Pervomayskaya str., Yekaterinburg, 620049

Aleksandr V. Zurochka

Research Institute of Immunology and Physiology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences; South Ural State University

Email: av_zurochka@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4371-4161

PhD, MD (Medicine), Professor, Head, Laboratory of Immune Biotechnology, Leading Research Associate

Russian Federation, 106, Pervomayskaya str., Yekaterinburg, 620049; Chelyabinsk

M. V. Komelkova

Research Institute of Immunology and Physiology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences; South Ural State University

Email: mzurochka@mail.ru

PhD (Biology), Head, Laboratory of Systemic Pathology and Prospective Medical Drugs, Senior Research Associate, Laboratory of Immune Physiology and Immunopharmacology

Russian Federation, 106, Pervomayskaya str., Yekaterinburg, 620049; Chelyabinsk

Shanshan Luo

Institute of Hematology, Union Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology

Email: mzurochka@mail.ru

Professor

Taiwan, Province of China, Wuhan

References

  1. Зурочка А.В., Хайдуков С.В., Кудрявцев И.В., Черешнев В.А. Проточная цитометрия в биомедицинских исследованиях. Екатеринбург: РИО УрО РАН, 2018. 720 с. [Zurochka A.V. Khaidukov S.V., Kudryavtsev I.V., Chereshnev V.A. Flow cytometry in biomedical research]. Ekaterinburg: RIO Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2018. 720 p.
  2. Хайдуков С.В., Байдун Л.А., Зурочка А.В., Тотолян А.А. Стандартизованная технология «Исследование субпопуляционного состава лимфоцитов периферической крови с применением проточных цитофлюориметров-анализаторов» // Российский иммунологический журнал, 2014. Т. 8 (17), № 4. С. 974-992. [Khaydukov S.V., Baidun L.A., Zurochka A.V., Totolyan A.A. Standardized technology “Study of the subpopulation composition of peripheral blood lymphocytes using flow cytofluorometer-analyzers”. Rossiyskiy immunologicheskiy zhurnal = Russian Journal of Immunology, 2014, Vol. 8 (17), no. 4, pp. 974-992. (In Russ.)]
  3. d’Alessandro M., Bergantini L., Cameli P., Curatola G., Remediani L., Sestini P., Bargagli E; Siena COVID Unit. Peripheral biomarkers’ panel for severe COVID-19 patients. J. Med. Virol., 2020, Vol. 93, no. 3, pp. 1230-1232.
  4. Dos Santos R.M. Isolation, social stress, low socioeconomic status and its relationship to immune response in Covid-19 pandemic context. Brain Behav. Immun. Health, 2020, Vol. 7, 100103. doi: 10.1016/j.bbih.2020.100103.
  5. Heffner K.L. Neuroendocrine effects of stress on immunity in the elderly: implications for inflammatory disease. Immunol. Allergy Clin. North Am., 2011, Vol. 31, pp. 95-108.
  6. Jouan Y., Phenotypical and functional alteration of unconventional T cells in severe COVID-19 patients. J. Exp. Med., 2020, Vol. 217, no. 12, e20200872. doi: 10.1084/jem.20200872.
  7. Masselli E., Vaccarezza M., Carubbi C., Pozzi G., Presta V., Mirandola P., Vitale M. NK cells: A double edge sword against SARS-CoV-2. Adv. Biol. Regul., 2020, Vol. 77, 100737. doi: 10.1016/j.jbior.2020.100737.
  8. Rendeiro A.F., Casano J., Vorkas C.K., Singh H., Morales A., DeSimone R.A., Ellsworth G.B., Soave R., Kapadia S.N., Saito K., Brown C.D., Hsu J., Kyriakides C., Chui S., Cappelli L., Cacciapuoti M.T., Tam W., Galluzzi L., Simonson P.D., Elemento O., Salvatore M., Inghirami G. Longitudinal immune profiling of mild and severe COVID-19 reveals innate and adaptive immune dysfunction and provides an early prediction tool for clinical progression. medRxiv [Preprint], 2020, Vol. 2020, 09.08.20189092. doi: 10.1101/2020.09.08.20189092.
  9. Steenblock C., Todorov V., Kanczkowski W., Eisenhofer G., Schedl A., Wong M.-L., Licinio J., Bauer M., Young A.H., Gainetdinov R.R., Bornstein S.R. Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-cov-2) and the neuroendocrine stress axis. Mol. Psychiatry, 2020, Vol. 25, no. 8, pp. 1611-1617.
  10. Vasile C. Mental health and immunity. Exp. Ther. Med., 2020, Vol. 20, no. 6, 211. doi: 10.3892/etm.2020.9341.
  11. Wu Y., Huang X., Sun J., Xie T., Lei Y., Muhammad J., Li X., Zeng X., Zhou F., Qin H., Shao L., Zhang Q. Clinical characteristics and immune injury mechanisms in 71 Patients with COVID-19. mSphere, 2020, Vol. 5, no. 4, e00362-20. doi: 10.1128/mSphere.00362-20.
  12. Xu Z., Shi L., Wang Y., Zhang J., Huang L., Zhang C., Liu S., Zhao P., Liu H., Zhu L., Tai Y., Bai C., Gao T., Song J., Xia P., Dong J., Zhao J., Wang F.S. Pathological findings of COVID-19 associated with acute respiratory distress syndrome. Lancet Respir. Med., 2020, Vol. 8, no. 4, pp. 420-422.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2022 Dobrynina M.A., Zurochka A.V., Komelkova M.V., Luo S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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».