Temporal cytokine storm dynamics in dengue infection predicts severity

• DOI: 10.1016/j.virusres.2023.199306
• Publication Date: 2024-01-06T00:57:27Z
• Authors: Puneet Bhatt; Muralidhar Varma; Vikas Sood; Anoop Ambikan; Anup Jayaram; Naren Babu; Soham Gupta; Chiranjay Mukhopa...; Ujjwal Neogi
• Keywords: Short Communication; Immunology; Interleukin 6; Infectious and parasitic diseases; RC109-216; Infectious disease (medical specialty); FOS: Health sciences; Cytokine storm; Microbiology; Dengue virus; Dengue; Health Sciences; Humans; Viral load; Disease; Severe Dengue; Global Impact of Arboviral Diseases; Cytokine; Biology; Internal medicine; Dengue severity; Temporal Analysis; FOS: Clinical medicine; Public Health, Environmental and Occupational Health; Dengue Virus; Dengue fever; QR1-502; Malaria; Virus; Coronavirus disease 2019 (COVID-19); Infectious Diseases; Cytokines; Medicine; Cytokine Release Syndrome; Biomarkers; Viral Hemorrhagic Fevers and Zoonotic Infections

The immunopathogenesis of dengue severity is convoluted. The primary objective of the research was to examine the dynamics of cytokine storm and its correlation with disease development in individuals affected by DENV infection. Additionally, the study aimed to discover potential biomarkers that could indicate severe dengue infection and determine the most suitable timeframe for predicting the severity of these biomarkers during the acute stage of dengue infections. We conducted a temporal analysis of the daily viral load and cytokine levels in 60 hospitalized dengue patients until discharge. Our findings reveal a distinct cytokine profile (elevated IL-8, IL-10, IL-6, GM-CSF, MCP-1, IL-13, and IL-4 and decreased IL-12, MIP-1β) on the third day after symptom onset is predictive of severe dengue in secondary dengue infection. The imbalanced cytokine signature may inform clinical decision-making in treating severe dengue infections.<br/>L'immunopathogenèse de la sévérité de la dengue est alambiquée. L'objectif principal de la recherche était d'examiner la dynamique de la tempête de cytokines et sa corrélation avec le développement de la maladie chez les personnes touchées par l'infection par le DENV. De plus, l'étude visait à découvrir des biomarqueurs potentiels qui pourraient indiquer une infection grave par la dengue et à déterminer le délai le plus approprié pour prédire la gravité de ces biomarqueurs au stade aigu des infections par la dengue. Nous avons effectué une analyse temporelle de la charge virale quotidienne et des taux de cytokines chez 60 patients hospitalisés atteints de dengue jusqu'à leur sortie. Nos résultats révèlent un profil de cytokine distinct (IL-8, IL-10, IL-6, GM-CSF, MCP-1, IL-13 et IL-4 élevées et IL-12, MIP-1β diminuées) le troisième jour après l'apparition des symptômes est prédictif de la dengue sévère dans l'infection secondaire de la dengue. La signature déséquilibrée des cytokines peut éclairer la prise de décision clinique dans le traitement des infections graves de la dengue.<br/>La inmunopatogenia de la gravedad del dengue es complicada. El objetivo principal de la investigación fue examinar la dinámica de la tormenta de citocinas y su correlación con el desarrollo de la enfermedad en individuos afectados por la infección por DENV. Además, el estudio tuvo como objetivo descubrir posibles biomarcadores que podrían indicar una infección grave por dengue y determinar el plazo más adecuado para predecir la gravedad de estos biomarcadores durante la etapa aguda de las infecciones por dengue. Realizamos un análisis temporal de la carga viral diaria y los niveles de citoquinas en 60 pacientes hospitalizados con dengue hasta el alta. Nuestros hallazgos revelan un perfil de citocinas distinto (IL-8, IL-10, IL-6, GM-CSF, MCP-1, IL-13 e IL-4 elevadas y IL-12, MIP-1β disminuidas) al tercer día después del inicio de los síntomas es predictivo de dengue grave en la infección secundaria por dengue. La firma de citoquinas desequilibrada puede informar la toma de decisiones clínicas en el tratamiento de infecciones graves por dengue.<br/>التسبب المناعي لشدة حمى الضنك معقد. كان الهدف الأساسي من البحث هو فحص ديناميكيات عاصفة السيتوكين وارتباطها بتطور المرض لدى الأفراد المتضررين من عدوى DENV. بالإضافة إلى ذلك، هدفت الدراسة إلى اكتشاف المؤشرات الحيوية المحتملة التي يمكن أن تشير إلى عدوى حمى الضنك الشديدة وتحديد الإطار الزمني الأنسب للتنبؤ بشدة هذه المؤشرات الحيوية خلال المرحلة الحادة من عدوى حمى الضنك. أجرينا تحليلًا زمنيًا للحمل الفيروسي اليومي ومستويات السيتوكين في 60 مريضًا مصابًا بحمى الضنك في المستشفى حتى الخروج. تكشف النتائج التي توصلنا إليها عن ملف تعريف السيتوكين المتميز (ارتفاع IL -8 و IL -10 و IL -6 و GM - CSF و MCP -1 و IL -13 و IL -4 وانخفاض IL -12 و MIP -1 β) في اليوم الثالث بعد ظهور الأعراض تنبئ بحمى الضنك الشديدة في عدوى حمى الضنك الثانوية. قد تفيد بصمة السيتوكين غير المتوازنة في اتخاذ القرارات السريرية في علاج التهابات حمى الضنك الشديدة.<br/>