Противно на това, което се допускаше до този момент, тежкото протичане на COVID-19 не води само до силна имунна реакция. Сега германски учени установиха, че имунният отговор влиза в един непрекъснат цикъл на активиране и потискане.
Повечето пациенти, инфектирани с коронавируса SARS-CoV-2, проявяват само леки или пък въобще нямат никакви симптоми. Но от 10 до 20% от засегнатите развиват пневмония в хода на COVID-19, някои с животозастрашаващи ефекти.
„Все още не се знае много за причините за тези тежки протичания на болестта. Високите нива на възпаление, които се измерват при засегнатите, действително показват силна имунна реакция. Но клиничните находки по-скоро сочат към неефективен имунен отговор. Това е противоречие“, казва Йоахим Шулце, професор от Бонския университет и ръководител на изследователска група в Германския център за невродегенеративни заболявания (DZNE).
„Затова допускаме, че макар и да се произвеждат големи количества имунни клетки, тяхната функция е дефектна. Поради тази причина изследвахме кръвта на пациенти с различна степен на тежест на COVID-19“, добавя Лайф Ерик Сандер, професор по инфекциозна имунология и старши лекар в отделението по инфекциозни болести и респираторна медицина в болницата „Шарите“ към Медицинския университет в Берлин.
Прецизни методи
Изследването е било проведено в рамките на национален консорциум – „Германската COVID-19 OMICS инициатива“ (DeCOI), поради което анализът и тълкуването на данните били разпръснати между голям брой екипи на различни места. Йоахим Шулце участвал активно в координирането на проекта. Кръвните проби дошли от общо 53 мъже и жени с COVID-19 от Берлин и Бон, при които протичането на болестта било определено като леко или тежко според класификацията на Световната здравна организация. Кръвни проби от пациенти с други вирусни инфекции на дихателния тракт, както и от здрави хора, служели за съпоставка.
При изследванията били използвани едноклетъчни OMICs технологии – общ термин за съвременни лабораторни методи, които могат да бъдат прилагани за определяне например на генната активност и количеството на протеините на ниво отделни клетки, и то с много висока точност. С помощта на тези данни учените охарактеризирали свойствата на имунните клетки, циркулиращи в кръвта – така наречените бели кръвни клетки.
„Като приложихме биоинформационни методи върху тази изключително обширна колекция от данни за генната активност на всяка индивидуална клетка, ние успяхме да получим изчерпателна представа за процесите, протичащи в белите кръвни клетки“, обяснява Янг Ли, професор от Центъра за индивидуализирана инфекциозна медицина (CiiM) и Центъра „Хелмхолц“ (HZI) за инфекциозни изследвания в Хановер. „В съчетание с наблюдението върху важни протеини на повърхността на имунните клетки, ние бяхме в състояние да дешифрираме промените в имунната система на пациентите с COVID-19“, добавя Бригит Савицки, професор от Института по медицинска имунология на клиниката „Вирхов“ при „Шарите“.
„Незрели“ клетки
Човешката имунна система обхваща широк арсенал от клетки и други защитни механизми, които взаимодействат помежду си. При настоящото изследване фокусът бил върху така наречените миелоидни клетки, включващи неутрофилите и моноцитите. Тези имунни клетки са на най-предната линия на имунната верига, което означава, че се мобилизират на много ранен етап, за да предпазват от инфекции. Те освен това влияят върху образуването по-късно на антитела и други клетки, които допринасят за имунитета. Това поставя миелоидните клетки в ключова позиция.
Учените открили, че неутрофилите и моноцитите се активират, тоест са готови да предпазят пациента от COVID-19, в случай на леко протичане на заболяването. Те биват програмирани също така да активират останалата част от имунната система, което в крайна сметка води до ефективен имунен отговор срещу вируса.
Но положението е различно при тежките случаи на COVID-19. При тях неутрофилите и моноцитите се активират само частично и не функционират правилно. Откриват се значително повече незрели клетки, които имат силно потискащ ефект върху имунния отговор. Това явление се наблюдава и при други тежки инфекции, макар че причината за него е неясна. Има множество индикации, че имунната система пречи сама на себе си при тежко протичане на COVID-19. Възможно е това да води до недостатъчна имунна реакция срещу коронавируса с едновременна поява на тежко възпаление в белодробната тъкан, казват учените.
Подходи към лечението?
Сегашните открития биха могли да ни насочат към нови терапевтични възможности, казва Анна Ашенбренер от Института LIMES при Бонския университет. „Нашите данни предполагат, че в тежки случаи на COVID-19 трябва да се обмислят стратегии, отиващи отвъд лечението на другите вирусни болести.“ При други вирусни инфекции обикновено не бихме желали да потиснем имунната система, отбелязва изследователката. Но ако има твърде много дисфункционални имунни клетки, както показва изследването, тогава много бихме искали да ги потиснем или препрограмираме.
Якоб Натерман, професор от университетската болница в Бон и ръководител на изследователска група в Германския център за инфекциозни изследвания (DZIF), добавя: „Лекарства, които въздействат върху имунната система, биха могли да помогнат. Но това е деликатен акт на балансиране. В крайна сметка не става въпрос да изключим имунната система напълно, а само тези клетки, които сами се забавят, така да кажем. В този случай това са незрели клетки. Навярно бихме могли да почерпим знание от раковите изследвания. Има опит с терапии, насочени към тези клетки.“
Превод от английски
Калина КАМЕНОВА
