SARS-CoV-2 використовує захист імунної системи для реплікації
Імунна система насправді хоче боротися із SARS-CoV-2 противірусними сигнальними молекулами. Але дослідницька група з Шаріте і Центру молекулярної медицини (MDC) дослідила, як така сигнальна молекула може сприяти реплікації вірусу. Результати були опубліковані в журналі EMBO Molecular Medicine.
Більшість людей, заражених SARS-CoV-2, здатні одужати без госпіталізації, навіть якщо наявні важкі симптоми захворювання. Деякі з пацієнтів мають легкий перебіг. Але близько десяти відсотків хворих потребують інтенсивних методів лікування в умовах лікарні.
Припущення про те, що слабка імунна система є причиною важкого перебігу COVID-19, сьогодні видається недалекоглядним. Особливо за критичного прогресування імунна система працює під сильним тиском, але не встигне контролювати вірус.
Вчені з Берліна спостерігали, як SARS-CoV-2 використовує механізм захисту імунної системи для захоплення клітини слизових оболонок і розмноження в них.
«Це може дати нам частину пояснення того, чому у деяких людей імунна система не справляється з регулюванням або перемогою над інфекцією», – говорить доктор Джуліан Х’юбергер, науковець відділу гепатології та гастроентерології в Шаріте – медичному департаменті Університету Берліна.
Д-р Х’юбергер є провідним автором дослідження та членом дослідницької групи Еммі Ноетер на чолі з доктором Майклом Сігалом у Шаріте та Берлінському інституті біології медичних систем (BIMSB), що входить до Центру молекулярної медицини Макса Дельбрюка в Асоціації Гельмгольца (MDC).
Дослідницька група співпрацювала із вченими з Інституту інфекційної біології Макса Планка (MPIIB), Вільного університету Берліна і Гонконгського університету.
SARS-CoV-2 використовує оборонний механізм як порт входу
Власне, людський організм має дуже ефективний захисний механізм проти інфекційних агентів, заснований на взаємодії різних імунних клітин. Т-клітини відіграють важливу роль у цьому – коли вони стикаються з вірусами в організмі, то знищують уражені клітини.
Т-клітини також виділяють сигнальну молекулу інтерферон-гамма (IFN-γ). З одного боку, IFN-γ бореться з інфекційними агентами, з другого – залучає інші імунні клітини до джерела інфекції.
Тепер Х’юбергер і його колеги показали, як SARS-CoV-2 може перетворити цей захисний механізм, опосередкований IFN-γ, на свою користь. Крім імунних клітин, клітини слизової оболонки організму також реагують на IFN-γ, утворюючи більше рецепторів ангіотензинперетворювального ферменту 2 (АПФ2). Вірус SARS-CoV-2 використовує рецептори AПФ2 як порт для входу в клітини. Заражені клітини зі свого боку генерують більше АПФ2. Таким чином, як IFN-γ опосередковані реакції епітеліальних клітин, так і сам вірус посилюють реплікацію SARS-CoV-2.
Диференціація клітин спостерігається в органоїдах товстої кишки
У пацієнтів, заражених SARS-CoV-2, іноді проявляються шлунково-кишкові симптоми. Для того, щоб спостерігати імунний каскад у кишкових клітинах, Х’юбергер культивував органоїди людської товстої кишки. Органоїд – це свого роду міні-орган у чаші Петрі розміром зі шпильку.
Органоїди товстої кишки походять із біопсії кишечника. Вони ростуть у тривимірно розташованих одиницях і реплікують фізіологію клітин слизової оболонки в кишковому тракті людини.
«Органоїди товстої кишки є дуже корисним інструментом. Ми можемо використовувати їх для вивчення складної взаємодії різних сигнальних шляхів, які контролюють диференціацію клітин від стовбурових клітин до спеціалізованих епітеліальних клітин», – зазначив д-р Джуліан Х’юбергер.
Вчені вперше застосували культури клітин кишечника з IFN-γ, щоб імітувати імунну відповідь організму. Згодом вони заразили органоїди SARS-CoV-2. Використовуючи аналіз експресії генів і мікроскоп лазерного сканування – спеціальний оптичний мікроскоп, який сканує точку вибірки по пунктах, науковці змогли виміряти збільшення експресії AПФ2 в органоїдах. Крім того, кількісна полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) виявила збільшення реплікації вірусу.
Іншими словами, збільшення IFN-γ означає збільшення AПФ2, а отже, більше вірусів можуть потрапити в клітини. Таким чином, імунна відповідь і реакція поверхневих клітин на інфекцію прокладають шлях SARS-CoV-2 до клітин.
Регулювання надмірної реакції IFN-γ за допомогою ліків
«Ми припускаємо, що сильна імунна відповідь може підвищити сприйнятливість клітин слизової оболонки до SARS-CoV-2. Якщо концентрація IFN-γ вища від самого початку або інфекція викликає надмірне вироблення IFN-y, віруси, ймовірно, легше потрапляють у клітини. Однак умови, за яких це насправді відбувається, все ще повинні бути досліджені у клінічних випробуваннях», – говорить керівник дослідження доктор Майкл Сігал.
Результати дослідження несуть ідею нового підходу до лікування важких форм COVID-19. Доктор Х’юбергер вважає: «Однією з можливих стратегій може бути регуляція відповіді IFN-γ за допомогою медикаментів». Однак для цього спочатку потрібен дуже детальний аналіз механізмів, що лежать в основі реакції IFN-γ.
Джерело: Study shows how SARS-CoV-2 uses an immune system defense for replication (news-medical.net)
НОВИНИ ЗА ТЕМОЮ Інфекційні захворювання
25.04.2024
Інфекційні захворювання
Створення вакцини для боротьби з MRSA та іншими інфекціями, стійкими до антибіотиків
Метицилінрезистентний Staphylococcus aureus (MRSA) – це група грампозитивних бактерій, які генетично відрізняються від інших штамів Staphylococcus aureus. У 2019 році цей збудник спричинив понад 100 000 смертей у всьому світі через стійкість до антимікробних препаратів. Окрім цього, за оцінками Всесвітньої організації охорони здоров’я, у 2019 році стійкі до антимікробних препаратів інфекції вбили понад 1 мільйон людей у всьому світі. У лікарів і дослідників є занепокоєння, що за такої тенденції через 20 або 30 років більшість із ліків перестануть бути ефективними, що поверне людство в епоху до створення антибіотиків. У дослідженні Nature Communications співробітники Мічиганського державного університету повідомили про прорив, який допоможе впоратися із цією глобальною загрозою. Зокрема, команда створила багатонадійну вакцину-кандидат проти бактерій, стійких до антибіотиків....
Нове дослідження під керівництвом Єльського університету (Нью-Гейвен, штат Коннектикут, США) показує, що деяким респіраторним вірусним інфекціям, наприклад, COVID-19 і грипу, можна запобігти або вилікувати за допомогою місцевого застосування антибіотика. Команда під керівництвом Акіко Івасакі та Чарльза Дела Круза успішно перевірила ефективність неоміцину, антибіотика із групи аміноглікозидів, для запобігання або лікування респіраторних вірусних інфекцій на моделях тварин, коли його вводили через ніс. Потім дослідники виявили, що схожий підхід – цього разу із застосуванням безрецептурної мазі неоспорин, що містить неоміцин, – також викликає швидку імунну відповідь за допомогою активації інтерферон-стимульованих генів (ISG)....
Вакцина проти хламідіозу викликала імунні відповіді під час раннього випробування, обнадіюючи, що одного разу це може допомогти стримати поширення інфекції. Зараз в Америці спостерігається найвищий із 1950-х років рівень захворюваності на інфекції, що передаються статевим шляхом (ІПСШ). За даними Центру з контролю та профілактики захворювань США, найпоширеніша бактеріальна інфекція, що передається статевим шляхом, спричиняється бактеріями класу Chlamidiae. У нових результатах випробувань, опублікованих у журналі Lancet Infectious Diseases, вакцина CTH522 була визнана безпечною та ефективною, оскільки викликала реакцію антитіл....