Mechanistic modeling of the innate immune responses of the human lung to understand the inter-individual heterogeneity of COVID-19 pneumonia
人肺先天免疫反应的机制模型,以了解 COVID-19 肺炎的个体间异质性
基本信息
- 批准号:10728396
- 负责人:
- 金额:$ 76.21万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-07-01 至 2027-06-30
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:2019-nCoV3-DimensionalACE2AffectAnimal ModelBiologicalCOVID-19COVID-19 pneumoniaCOVID-19 severityCell DeathCellsCessation of lifeComplexComputer ModelsConfocal MicroscopyCryopreservationDataEngineeringEpidemiologic FactorsEpithelial CellsEventFRAP1 geneFlow CytometryGenetic TranscriptionGoalsGrantHeterogeneityHumanImmuneImmune responseImmunityImmunologyIndividualInfectionInnate Immune ResponseInterferon Type IInterventionK-18 conjugateLiteratureLungLung infectionsMeasurementMediatingMinorModelingMolecularMusOutcomePathway interactionsPersonsPhosphoproteinsPredictive FactorPredispositionProductionProtocols documentationPublic HealthPublishingReproducibilityRiskRoleSARS-CoV-2 infectionSamplingSeveritiesSignal TransductionStructure of parenchyma of lungSurgical ModelsSystemTestingTimeTissue DonorsTissue PreservationTissuesTransgenic MiceTransgenic OrganismsViralVirusWorkalveolar epitheliumbasebiobankcohortcytokinedigital twineffective therapyimproved outcomeindividual variationinnovationmTOR inhibitionmathematical modelmouse modelmulti-scale modelingnoveloutcome disparitiesoutcome predictionpandemic diseasepopulation basedreceptorresponsesevere COVID-19therapeutic targetthree dimensional cell culturetoolvirology
项目摘要
PROJECT SUMMARY/ABSTRACT
A key feature of the COVID-19 infection is the vast inter-individual heterogeneity in the
severity of the infection. The complex biological mechanisms that underlie this variability remain
mostly obscure. We propose to provide a mechanistic understanding of this susceptibility by
leveraging 3 key innovations: First, we have developed a 3-dimensional lung culture system
that allows for detailed interrogation of the early events in SARS-CoV-2 infection. Second, we
have established an animal model of COVID-19 in mice transgenic for the human ACE2
receptor in our facility. Third, we have built a multi-scale mathematical model of lung infection in
COVID-19, that we now seek to expand and personalize to individual hosts. We have two Aims
in this project: In Aim 1, we will validate, expand, and personalize our existing multi-scale
model, using an unbiased approach to identify and test hypotheses relating to susceptibility to
severe COVID-19, and in Aim 2 we will test a specific hypothesis regarding the mechanism of
the observed inter-individual heterogeneity in COVID-19 severity, namely that it is, in part,
mediated by divergent activation of the mTOR pathway in type I alveolar epithelial cells. If
successful, this project will identify the biological basis of the immune pathways that result in
heterogeneous outcome of COVID-19, paving the way for personalized, host-specific
interventions to improve the outcome of the infection.
项目摘要/摘要
COVID-19感染的关键特征是庞大的个人间异质性
感染的严重程度。这种可变性仍然存在的复杂生物学机制
主要是晦涩的。我们建议通过
利用3个关键创新:首先,我们开发了3维肺培养系统
这允许对SARS-COV-2感染中早期事件进行详细询问。第二,我们
已经在人ACE2的小鼠转基因中建立了COVID-19的动物模型
我们设施中的受体。第三,我们在肺部感染的多尺度数学模型中
Covid-19,我们现在寻求扩展和个性化的人。我们有两个目标
在这个项目中:在AIM 1中,我们将验证,扩展和个性化现有的多尺度
模型,采用公正的方法来识别和检验与易感性有关的假设
严重的COVID-19,在AIM 2中,我们将检验一个关于机理的特定假设
观察到的个人间异质性在19009的严重程度中,即部分原因是
通过在I型肺泡上皮细胞中MTOR途径发散激活介导的。如果
成功,该项目将确定导致免疫途径的生物学基础
COVID-19的异构结果,为个性化的,特定于宿主的方式铺平了道路
改善感染结果的干预措施。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)
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