[BCG, muramylpeptides, trained immunity (part II): a low molecular weight alternative to multicomponent bacterial immunostimulants for prevention of respiratory infections during a pandemic]
- PMID: 33720635
- DOI: 10.26442/00403660.2021.01.200554
[BCG, muramylpeptides, trained immunity (part II): a low molecular weight alternative to multicomponent bacterial immunostimulants for prevention of respiratory infections during a pandemic]
Abstract
During a pandemic, nonspecific immunoprophylaxis of SARS-CoV-2 infection and other acute respiratory infections (ARI), which can worsen the course of COVID-19, is increasingly in demand in addition to specific immunization. BCG vaccine appears to be one of the candidate immunostimulants in this regard. At the same time, other microbe-derived preparations capable of inducing a state of trained immunity deserve attention. BCG and other bacterial immunostimulatory agents containing a large number of biologically active subunits have long been considered as objects of search for promising pharmacological substances. The review analyzes the linkages between BCG, mycobacterial adjuvants, bacterial lysates, trained immunity, muramylpeptides (MPs) and NOD2 receptors in light of the choice of a low molecular weight alternative to multicomponent bacterial immunostimulants for ARI prevention during the COVID-19 pandemic. The search for key molecules by which bacteria stimulate innate and adaptive immune responses proceeds in a spiral. On different loops of this spiral, MPs have repeatedly reproduced the nonspecific effects of multicomponent bacterial adjuvants, vaccines and immunostimulants. MPs and peptidoglycans containing MPs determine the adjuvant properties of the cell walls of mycobacteria and their peptide-glycolipid fraction (wax D). MPs were able to replace Mycobacterium tuberculosis in complete Freunds adjuvant. MPs determine the NOD2-dependent ability of BCG to induce trained immunity. Probably, MPs provide NOD2-mediated long-term prophylactic action of bacterial lysates. All of the above has prompted revisiting the previously obtained evidence of the efficacy of glucosaminylmuramyl dipeptide (GMDP) as a NOD2 agonist in treatment/prevention of respiratory infections. We speculate here that MPs, in particular GMDP, at rational dosing regimens will be able to reproduce many aspects of the nonspecific effects of BCG and multicomponent bacterial immunostimulants in preventing ARI during the COVID-19 pandemic and in the post-pandemic period.
В условиях пандемии COVID-19 помимо специфической иммунизации актуализируется неспецифическая иммунопрофилактика SARS-CoV-2-инфекции и других острых респираторных инфекций, которые могут усугубить течение COVID-19. Вакцина БЦЖ представляется одним из иммуностимуляторов-кандидатов в этом отношении. Вместе с тем внимания заслуживают и другие препараты микробного происхождения, индуцирующие состояние тренированного иммунитета. БЦЖ и иные бактериальные иммуностимулирующие агенты, содержащие большое количество биологически активных субъединиц, давно рассматриваются как объекты поиска перспективных фармакологических веществ. В обзоре проанализированы взаимосвязи БЦЖ, микобактериальных адъювантов, бактериальных лизатов, тренированного иммунитета, мурамилпептидов (МП) и рецепторов NOD2 в свете выбора низкомолекулярной альтернативы многокомпонентным бактериальным иммуностимуляторам для профилактики острых респираторных инфекций в условиях пандемии COVID-19. Поиски ключевых молекул, за счет которых бактерии стимулируют врожденные и адаптивные иммунные реакции, идут по спирали. На разных витках этой спирали МП неоднократно воспроизводили неспецифические эффекты многокомпонентных бактериальных адъювантов, вакцин и иммуностимуляторов. МП и содержащие их пептидогликаны определяют адъювантные свойства клеточных стенок микобактерий и их пептидо-гликолипидной фракции (воска D). МП смогли заменить Mycobacterium tuberculosis в полном адъюванте Фрейнда. МП обусловливают NOD2-зависимую способность БЦЖ индуцировать тренированный иммунитет. Вероятно, МП обеспечивают NOD2-опосредованное стойкое профилактическое действие бактериальных лизатов. Вышесказанное побудило переосмыслить полученные ранее доказательства эффективности глюкозаминилмурамилдипептида как агониста NOD2 в лечении/профилактике респираторных инфекций. Мы полагаем, что МП, в частности глюкозаминилмурамилдипептид, при рационально подобранной схеме применения смогут во многих аспектах воспроизвести неспецифические эффекты БЦЖ и многокомпонентных бактериальных иммуностимуляторов в предотвращении респираторных инфекций во время пандемии COVID-19 и в постпандемический период.
Keywords: BCG; COVID-19; Freund’s adjuvant; NOD2; SARS-CoV-2; bacterial lysates; glucosaminylmuramyl dipeptide; muramyl peptides; respiratory infections; trained immunity.
Similar articles
-
[BCG, muramylpeptides, trained immunity (part I): linkages in the light of the COVID-19 pandemic].Ter Arkh. 2020 Dec 15;92(12):195-200. doi: 10.26442/00403660.2020.12.200464. Ter Arkh. 2020. PMID: 33720594 Review. Russian.
-
Strong homology between SARS-CoV-2 envelope protein and a Mycobacterium sp. antigen allows rapid diagnosis of Mycobacterial infections and may provide specific anti-SARS-CoV-2 immunity via the BCG vaccine.Ann Diagn Pathol. 2020 Oct;48:151600. doi: 10.1016/j.anndiagpath.2020.151600. Epub 2020 Aug 13. Ann Diagn Pathol. 2020. PMID: 32805515 Free PMC article.
-
Is the BCG vaccine a useful tool against COVID-19?Clin Dermatol. 2021 Jan-Feb;39(1):98-103. doi: 10.1016/j.clindermatol.2020.12.018. Epub 2020 Dec 16. Clin Dermatol. 2021. PMID: 33972060 Free PMC article.
-
Potential role of Bacillus Calmette-Guérin (BCG) vaccination in COVID-19 pandemic mortality: Epidemiological and Immunological aspects.Asian Pac J Allergy Immunol. 2020 Sep;38(3):150-161. doi: 10.12932/AP-310520-0863. Asian Pac J Allergy Immunol. 2020. PMID: 32686943 Review.
-
New disease old vaccine: Is recombinant BCG vaccine an answer for COVID-19?Cell Immunol. 2020 Oct;356:104187. doi: 10.1016/j.cellimm.2020.104187. Epub 2020 Jul 28. Cell Immunol. 2020. PMID: 32745670 Free PMC article. Review.
MeSH terms
Substances
LinkOut - more resources
Other Literature Sources
Medical
Miscellaneous