Innate responses following infection with enteric microbes

肠道微生物感染后的先天反应

基本信息

  • 批准号:
    10177672
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 35.45万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2016
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2016-09-01 至 2023-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

ABSTRACT As the rapidly unfolding COVID-19 pandemic claims its victims around the world, it has also inspired the scientific community to come up with solutions to meet an urgent and unmet need —i.e., ameliorate the severity of Covid- 19 and reduce mortality. Two obstacles make that task difficult—First, the pathophysiology of Covid-19 remains a mystery; the emerging reports generally agree that the disease has a very slow onset and that those who succumb typically mount a ‘cytokine storm’, i.e., an overzealous immune response. However, despite being implicated as a culprit behind the observed mortality and morbidity in COVID-19, we know virtually nothing about what constitutes (nature, extent) or contributes to (cell or origin) such an overzealous response. A significant number of patients have GI symptoms. The treatment goals in COVID-19 have been formulated largely as a ‘trial and error’-approach; this is reflected in the mixed results of the trials that have concluded. Second, the process of drug discovery is comprised of time-consuming steps; to avoid delays, we need to define the nature of the fatal cellular response before deciding how to model it in animals or matching therapeutics to curb it. Our preliminary work has helped us define the aberrant host cellular response in COVID-19. We used machine learning tools that can look beyond interindividual variability to extract underlying gene expression patterns within complex data across multiple cohorts of viral pandemics, including COVID-19. The resultant pattern, i.e., signature, was subsequently exploited as a predictive model to navigate COVID-19 for GI symptoms. Surprisingly, the 166-gene signature was conserved in all viral pandemics, including COVID-19, inspiring the nomenclature-- (ViP)-signature. The ViP signature identified and predicted the disease severity of SARS-CoV2-infected patients. We hypothesized that the ViP signature provides a quantitative and qualitative framework for titrating the cellular response in viral pandemics and could serve as a powerful unbiased tool in our armamentarium to vet candidate drugs rapidly. In this proposal, our predicted model, experimental datasets and the information from published literature will be used to screen drugs/nutritional components/probiotics in the GI organoid derived monolayers in a semi-HTP format. We will experimentally validate the effect of the therapeutics predicted in ViP gene signature of the host. The following two aims will provide a translational impact on the COVID-19 emergency. Aim 1: Identify the gastro-intestinal pathogenic pathways during COVID-19. Aim 2: Determine the impact of drugs, nutrients and supplements in gut-in-a-dish model of COVID-19. Impact: This proposal will identify the gastro-intestinal pathways (in healthy and patients with chronic diseases) involved in the GI symptoms of COVID 19 and provide new treatment options in COVID-19.
抽象的 随着迅速发展的Covid-19大流行声称其在世界范围内违反了它的侵犯,它也启发了科学 社区提出解决方案以满足紧急和未满足的需求 - 即改善COVID的严重性 19并降低死亡率。两个障碍使这项任务变得困难 - 首先,Covid-19的病理生理学仍然存在 一个神秘的新兴报告通常同意,这种疾病的发病很慢,那些疾病的人 屈服通常会施加“细胞因子风暴”,即过度狂热的免疫响应。但是,多皮是 我们几乎一无所知。 构成(自然,范围)或有助于(细胞或起源)如此狂热的反应的原因。重要的 患者人数有胃肠道症状。 COVID-19的治疗目标已被制定为“试验” 和错误的诉讼;这反映在已经得出的试验的混合结果中。其次,过程 药物发现的含量包括耗时的步骤;为避免延误,我们需要定义 在决定如何在动物中建模或匹配治疗以遏制它之前,致命的细胞反应。 我们的初步工作帮助我们定义了Covid-19中异常的宿主细胞反应。我们使用了 可以超越个体可变性以提取基础基因表达的机器学习工具 包括COVID-19的多个病毒大流行同类群体中复杂数据中的模式。结果 随后将模式(即签名)作为预测模型进行了探索 症状。令人惊讶的是,166个基因的签名在所有病毒大流行中都保存了,包括COVID-19, 启发命名法 - (VIP) - 签名。 VIP签名确定并预测了 SARS-COV2感染的患者。我们假设VIP签名提供了定量和定性的 滴定病毒大流行中细胞反应的框架,可以用作强大的无偏见工具 我们对审查候选药物的武术迅速。在此提案中,我们预测的模型,实验数据集 并且已发表文献的信息将用于筛查药物/营养成分/益生菌 GI类器官以半HTP格式衍生的单层。我们将通过实验验证 宿主的VIP基因特征预测的治疗。以下两个目标将提供翻译的影响 在COVID-19紧急情况下。 AIM 1:确定Covid-19期间的胃肠道致病途径。 AIM 2:确定药物,养分和补充剂的影响,在肠道模型中,19009。 影响:该提案将确定胃肠道途径(在健康和慢性疾病患者中) 参与Covid 19的GI症状,并在Covid-19中提供新的治疗选择。

项目成果

期刊论文数量(34)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)
Boolean implication analysis unveils candidate universal relationships in microbiome data.
  • DOI:
    10.1186/s12859-020-03941-4
  • 发表时间:
    2021-02-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Vo D;Singh SC;Safa S;Sahoo D
  • 通讯作者:
    Sahoo D
Inflammatory phenotype modulation in the respiratory tract and systemic circulation of e-cigarette users: a pilot study.
电子烟使用者呼吸道和体循环的炎症表型调节:一项试点研究。
  • DOI:
    10.1152/ajplung.00363.2021
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sayed,IbrahimM;Masso-Silva,JorgeA;Mittal,Ankita;Patel,Arjun;Lin,Erica;Moshensky,Alex;Shin,John;Bojanowski,ChristineM;Das,Soumita;Akuthota,Praveen;CrottyAlexander,LauraE
  • 通讯作者:
    CrottyAlexander,LauraE
Regulation of Rac1 and Reactive Oxygen Species Production in Response to Infection of Gastrointestinal Epithelia.
  • DOI:
    10.1371/journal.ppat.1005382
  • 发表时间:
    2016-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    den Hartog G;Chattopadhyay R;Ablack A;Hall EH;Butcher LD;Bhattacharyya A;Eckmann L;Harris PR;Das S;Ernst PB;Crowe SE
  • 通讯作者:
    Crowe SE
Isolation of RNA from the Murine Colonic Tissue and qRT-PCR for Inflammatory Cytokines.
  • DOI:
    10.21769/bioprotoc.4634
  • 发表时间:
    2023-03-20
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.8
  • 作者:
  • 通讯作者:
Modeling colorectal cancers using multidimensional organoids.
  • DOI:
    10.1016/bs.acr.2021.02.005
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sayed IM;El-Hafeez AAA;Maity PP;Das S;Ghosh P
  • 通讯作者:
    Ghosh P
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