Що відбувається у легенях у перші дні зараження COVID-19?

Дослідники з'ясували, які імунні клітини з'являються у легенях у перші дні зараження SARS-CoV-2, які з цих клітин борються з вірусом. Така інформація допоможе розробити майбутні методи лікування COVID-19, повідомляє  Medical Express.

Дослідники з Техаського інституту біомедичних досліджень та Південно-Західного національного дослідницького центру приматів у співпраці з Вашингтонським університетом у Сент-Луїсі опублікували результати роботи у  Nature Communications. Це поки що найдокладніший аналіз ранньої інфекції SARS-CoV-2 на сьогоднішній день. Дані були отримані завдяки новітнім технологіям секвенування окремих клітин та тваринним моделям.

Аналіз пролив світло на ключову загадку пандемії COVID-19: роль сигнальних білків – інтерферонів І типу. При проникненні інфекцій молекули інтерферону діють як вартові, попереджаючи інші клітини, щоб вони могли посилити захист. Нове дослідження показує, що інтерферон відіграє ключову роль у знищенні вірусу, спонукаючи інші імунні клітини (макрофаги) шукати та знищувати вірус.

Проте вчені відзначають і низьку відповідь інтерферону І типу SARS-CoV-2. Це дозволяє вірусу швидше розповсюджуватися. У той самий час неконтрольовані інтерферонові «цитокінові шторми» були характерною рисою важкої течії COVID-19.

Вчені намагалися з'ясувати, чи бореться інтерферон із SARS-CoV-2, чи в ньому відбуваються порушення на ранніх стадіях інфікування? Це важливо розробки методів лікування, вкладених у обмеження шкідливого запалення, викликаного надмірної активністю інтерферону, без блокування його захисних механізмів.

Аналіз показує, що у третій день після зараження у легенях вже перебуває величезна популяція макрофагів. Вона становить 80-90% від усіх клітин у дихальних шляхах у цей момент. При цьому гени, активовані в цих макрофагах, специфічно реагують на сигнал інтерферону, який їх спрямовує.

Щоб зробити це відкриття, команда вчених секвенувала профілі експресії генів більш як 170 тис. окремих клітин. Профілі показують, які гени активні, а це допомагає дізнатися, що клітина робить зараз.

Але такі дані не могли бути отримані без моделей тварин. Щоб отримати знімок легеневого середовища до, під час та після зараження, вчені збирають змив з легенів у макак-резусів. Оскільки на той час, коли хворі люди звертаються до лікарні, вірус проникає глибоко, примати — це єдина модель, де можна спостерігати ранні гострі реакції.

Зараз вчені вивчають, що станеться, якщо до легень додати більше інтерферону. Ці дані зрівняють з іншими поточними дослідженнями, де блокують інтерферон. Якщо дослідження зрештою підтвердять позитивну роль інтерферону в упорядкуванні макрофагів на ранніх стадіях інфекції, це призведе до розробки терапії COVID-19 на основі інтерферону. Таке лікування апробовано при інших захворюваннях, тому можна буде швидко перейти до клінічних випробувань.

Потенційні сфери застосування не обмежуються COVID-19. Цілком імовірно, що наступна пандемія протягом найближчих 10 років буде викликана іншим коронавірусом. Тому такі знання дуже важливі.