Что происходит в легких в первые дни заражения COVID-19?

Исследователи выяснили, какие иммунные клетки появляются в легких в первые дни заражения SARS-CoV-2, а какие из этих клеток борются с вирусом. Такая информация поможет в разработке будущих методов лечения COVID-19, сообщает Medical Express.

Исследователи из Техасского института биомедицинских исследований и Юго-западного национального исследовательского центра приматов в сотрудничестве с Вашингтонским университетом в Сент-Луисе опубликовали результаты работы в Nature Communications. Это пока самый подробный анализ ранней инфекции SARS-CoV-2 на сегодняшний день. Данные были получены благодаря новейшим технологиям секвенирования отдельных клеток и животным моделям.

Анализ пролил свет на ключевую загадку пандемии COVID-19: роль сигнальных белков – интерферонов I типа. При проникновении инфекций молекулы интерферона действуют как часовые, предупреждая другие клетки, чтобы они могли усилить защиту. Новое исследование показывает, что интерферон играет ключевую роль в уничтожении вируса, побуждая другие иммунные клетки (макрофаги) искать и уничтожать вирус.

Однако ученые отмечают и низкий ответ интерферона I типа на SARS-CoV-2. Это позволяет вирусу быстрее распространяться. В то же время неконтролируемые интерфероновые «цитокиновые штормы» были отличительной чертой тяжелого течения COVID-19.

Ученые пытались выяснить, борется ли интерферон с SARS-CoV-2 или в нем происходят нарушения на ранних стадиях инфицирования? Это важно для разработки методов лечения, направленных на ограничение вредоносного воспаления, вызванного чрезмерной активностью интерферона, без блокирования его защитных механизмов.

Анализ показывает, что на третий день после заражения в легких уже находится огромная популяция макрофагов. Она составляет 80-90% от всех клеток в дыхательных путях в этот момент. При этом гены, активированные в этих макрофагах, специфически реагируют на сигнал интерферона, который их «направляет».

Чтобы сделать это открытие, команда ученых секвенировала профили экспрессии генов более чем 170 тыс. отдельных клеток. Профили показывают, какие гены активны, а это помогает узнать, что клетка делает в данный момент.

Но такие данные не могли быть получены без моделей на животных. Чтобы получить снимок легочной среды до, во время и после заражения, ученые собирают смыв с легких у макак-резусов. Поскольку к тому времени, когда больные люди обращаются в больницу, вирус проникает глубоко, приматы — это единственная модель, на которой можно наблюдать ранние острые реакции.

Сейчас ученые изучают, что произойдет, если в легкие добавить больше интерферона. Эти данные сравнят с другими текущими исследованиями, где интерферон блокируют. Если исследования в конечном итоге подтвердят положительную роль интерферона в упорядочении макрофагов на ранних стадиях инфекции, это приведет к разработке терапии COVID-19 на основе интерферона. Такое лечение было апробировано при других заболеваниях, поэтому можно будет быстро перейти к клиническим испытаниям.

Потенциальные области применения не ограничиваются COVID-19. Вполне вероятно, что следующая пандемия в ближайшие 10 лет будет вызвана другим коронавирусом. Поэтому такие знания очень важны.