Väčšina ľudí infikovaných SARS-CoV-2 sa dokáže z choroby vyliečiť doma-aj keď môžu pociťovať veľmi stresujúce progresie ochorenia. Niektoré nemajú žiadne príznaky. Ale asi desať percent postihnutých ochorie tak vážne, že ich musia liečiť v nemocnici.
Predpoklad, že za ťažkou progresiou stojí slabý imunitný systém, je krátkozraký. Najmä pri kritických postupoch imunitný systém pracuje pod silným tlakom, ale nedokáže ovládať vírus.
Berlínska výskumná skupina teraz pozorovala, ako SARS-CoV-2 používa obranný mechanizmus imunitného systému na stále väčšie únosy buniek sliznice tela a množenie sa tam. Ich štúdia sa práve objavila v časopise EMBO Molecular Medicine.
„To nám môže poskytnúť časť vysvetlenia, prečo má imunitný systém u niektorých ľudí ťažkosti s reguláciou alebo dokonca porážkou infekcie, “hovorí doktor Julian Heuberger, vedec z oddelenia hepatológie a gastroenterológie v Charité - lekárske oddelenie Universitätsmedizin v Berlíne.
Je prvým autorom štúdie a členom výskumnej skupiny Emmy Noether vedenej PD Dr. Michaelom Sigalom z Charité a Berlínskeho inštitútu pre biológiu zdravotníckych systémov (BIMSB), súčasť Centra molekulárnej medicíny Maxa Delbrücka v Asociácii Helmholtz (MDC).
Na štúdium, výskumná skupina spolupracovala s výskumníkmi z Max Planck Institute for Infection Biology (MPIIB), Freie Universität Berlin, a Hong Kong University.
Vlastne, ľudské telo má veľmi účinný obranný mechanizmus proti útočníkom, založené na interakcii rôznych imunitných buniek. T bunky v tom zohrávajú dôležitú úlohu:Keď sa v organizme stretnú s vírusmi, ničia postihnuté bunky.
Tiež vylučujú signálnu molekulu interferón-gama (IFN-y). Na jednej strane, IFN-γ bojuje proti infekčným agensom. Na druhej strane, volá na miesto ďalšie imunitné bunky.
Heuberger a jeho kolegovia teraz ukázali, ako môže SARS-CoV-2 zmeniť tento ochranný mechanizmus sprostredkovaný IFN-y na jeho opak. Okrem imunitných buniek bunky sliznice tela tiež reagujú na IFN-γ vytvorením väčšieho počtu receptorov ACE2.
SARS-CoV-2 potrebuje tieto receptory ACE2 ako vstupný port do buniek. Infikované bunky, zasa zarobiť viac ACE2. Touto cestou, odpoveď IFN-y epiteliálnych buniek aj samotný vírus zosilňujú infekciu SARS-CoV-2.
U pacientov infikovaných SARS-CoV-2 sa niekedy prejavujú gastrointestinálne symptómy. Aby bolo možné pozorovať imunitnú kaskádu v črevných bunkách, Heuberger kultivoval organoidy ľudského hrubého čreva. Organoid je druh mini-orgánu v Petriho miske, sotva veľkosť špendlíkovej hlavičky.
Organoidy hrubého čreva sú založené na bunkách, ktoré pochádzajú z črevných biopsií. Rastú v trojrozmerne usporiadaných jednotkách a replikujú fyziológiu buniek sliznice v črevnom trakte človeka.
Tieto organoidy hrubého čreva sú veľmi užitočným nástrojom. Môžeme ich použiť na skúmanie komplexnej súhry rôznych signálnych dráh, ktoré riadia diferenciáciu buniek od kmeňových buniek k špecializovaným epiteliálnym bunkám. "
Dr. Julian Heuberger, Vedec, Oddelenie hepatológie a gastroenterológie, Charité - Universitätsmedizin Berlin
Vedci najskôr ošetrili kultivované črevné bunky IFN-γ, aby simulovali imunitnú odpoveď tela. Potom infikovali organoidy SARS-CoV-2. Pomocou analýzy génovej expresie a laserového skenovacieho mikroskopu - špeciálneho optického mikroskopu, ktorý skenuje vzorku bod po bode - dokázali zmerať zvýšenú expresiu ACE2 v organoidoch. Navyše, kvantitatívna polymerázová reťazová reakcia (PCR) detegovala zvýšenú produkciu vírusu.
Inými slovami, viac IFN-γ znamená viac ACE2. Viac ACE2 znamená, že do buniek sa môže dostať viac vírusov. Čím viac vírusov vstupuje do buniek, tým viac produkovaných vírusov. Preto imunitná odpoveď a reakcia povrchových buniek na infekciu vydláždili cestu pre SARS-CoV-2.
„Predpokladáme, že silná imunitná odpoveď môže zvýšiť citlivosť buniek sliznice na SARS-CoV-2, “hovorí vedúci štúdie, Doktor Michael Sigal. Riadi gastrointestinálnu bariéru, Laboratórium regenerácie a karcinogenézy v Charité a MDC a je gastroenterológom v Charité.
„Ak je koncentrácia IFN-γ od začiatku vyššia alebo infekcia vyvoláva veľmi nadmernú produkciu IFN-y, vírusy sa pravdepodobne ľahšie dostanú do buniek. “Avšak podmienky, za ktorých sa to skutočne deje, musia byť stále skúmané v klinických skúškach.
Výsledky štúdie nesú myšlienku liečebného prístupu pre závažné kurzy COVID-19, Heuberger sa domnieva:„Jednou z možných stratégií by mohlo byť vyváženie reakcie IFN-γ drogami.“ Avšak, to by najskôr vyžadovalo veľmi podrobnú analýzu mechanizmov, ktoré sú základom reakcie IFN-y.