Večina ljudi, okuženih s SARS-CoV-2, se lahko okreva od bolezni doma-tudi če bi lahko doživeli zelo stresno napredovanje bolezni. Nekateri sploh nimajo simptomov. Toda približno deset odstotkov prizadetih tako hudo zboli, da jih je treba zdraviti v bolnišnici.
Predpostavka, da za hudim napredovanjem stoji šibek imunski sistem, je kratkovidna. Še posebej pri kritičnem napredovanju, imunski sistem deluje pod močnim pritiskom, vendar ne uspe obvladati virusa.
Berlinska raziskovalna skupina je zdaj opazila, kako SARS-CoV-2 uporablja obrambni mehanizem imunskega sistema, da vse bolj ugrabi telesne celice sluznice in se tam razmnožuje. Njihova študija je bila pravkar objavljena v reviji EMBO Molecular Medicine.
"To nam lahko delno pojasni, zakaj imunski sistem pri nekaterih ljudeh težko uravnava ali celo premaga okužbo, "pravi dr. Julian Heuberger, znanstvenik na oddelku za hepatologijo in gastroenterologijo v Charitéju - Medicinski oddelek Universitätsmedizin v Berlinu.
Je prvi avtor študije in član raziskovalne skupine Emmy Noether, ki jo vodi PD dr.Michael Sigal iz Charitéja in Berlinskega inštituta za biologijo medicinskih sistemov (BIMSB), del Centra za molekularno medicino Max Delbrück pri Združenju Helmholtz (MDC).
Za študij, raziskovalna skupina je sodelovala z raziskovalci z Inštituta Max Planck za infekcijsko biologijo (MPIIB), Freie Universität Berlin, in univerzo Hong Kong.
Pravzaprav, človeško telo ima zelo učinkovit obrambni mehanizem pred napadalci, temelji na interakciji različnih imunskih celic. T celice imajo pri tem pomembno vlogo:ko v organizmu naletijo na viruse, uničijo prizadete celice.
Izločajo tudi signalno molekulo interferon-gama (IFN-γ). Po eni strani, IFN-γ se bori proti povzročiteljem bolezni. Po drugi strani, na prizorišče pokliče druge imunske celice.
Heuberger in njegovi sodelavci so zdaj pokazali, kako lahko SARS-CoV-2 ta zaščitni mehanizem, ki ga posreduje IFN-γ, spremeni v njegovo nasprotje. Kajti poleg imunskih celic, celice sluznice telesa se odzivajo tudi na IFN-γ z oblikovanjem več receptorjev ACE2.
SARS-CoV-2 potrebuje te receptorje ACE2 kot vrata za vstop v celice. Okužene celice, po vrsti, naredite več ACE2. V to smer, tako IFN-γ odziv epitelijskih celic kot sam virus okrepijo okužbo s SARS-CoV-2.
Pri bolnikih, okuženih s SARS-CoV-2, se včasih pojavijo gastrointestinalni simptomi. Za opazovanje imunske kaskade v črevesnih celicah, Heuberger goji organoide človeškega debelega črevesa. Organoid je nekakšen mini organ v petrijevki, komaj velikosti glave zatiča.
Organoidi debelega črevesa temeljijo na celicah, ki izvirajo iz črevesne biopsije. Rastejo v tridimenzionalno razporejenih enotah in ponavljajo fiziologijo celic sluznice v črevesnem traktu človeka.
Ti organoidi debelega črevesa so zelo koristno orodje. Z njimi lahko raziskujemo zapleteno medsebojno delovanje različnih signalnih poti, ki nadzorujejo celično diferenciacijo od matičnih celic do specializiranih epitelijskih celic. "
Dr. Julian Heuberger, Znanstvenik, Oddelek za hepatologijo in gastroenterologijo, Charité - Universitätsmedizin Berlin
Znanstveniki so najprej obdelali kultivirane črevesne celice z IFN-γ, da bi simulirali imunski odziv telesa. Nato so organoide okužili s SARS-CoV-2. Z uporabo analize izražanja genov in laserskega skenirnega mikroskopa - posebnega optičnega mikroskopa, ki skenira vzorec od točke do točke - so lahko izmerili povečano izražanje ACE2 v organoidih. Poleg tega kvantitativna verižna reakcija polimeraze (PCR) je odkrila povečano proizvodnjo virusa.
Z drugimi besedami, več IFN-γ pomeni več ACE2. Več ACE2 pomeni, da lahko v celice vstopi več virusov. Več virusov, ki vstopijo v celice, več virusov proizvedenih. Tako imunski odziv in odziv površinskih celic na okužbo utira pot SARS-CoV-2.
"Predpostavljamo, da lahko močan imunski odziv poveča občutljivost celic sluznice na SARS-CoV-2, "pravi vodja študije, Dr Michael Sigal. Upravlja gastrointestinalno oviro, Regeneration and Carcinogenesis Lab v Charitéju in MDC ter je gastroenterolog v Charitéju.
"Če je koncentracija IFN-γ od začetka višja ali okužba sproži zelo prekomerno proizvodnjo IFN-y, verjetno bodo virusi lažje vstopili v celice. " pogoje, pod katerimi se to dejansko zgodi, je treba še raziskati v kliničnih preskušanjih.
Rezultati študije nosijo idejo o pristopu zdravljenja hudih tečajev COVID-19, Heuberger meni:"Ena od možnih strategij bi lahko bila uravnoteženje odziva IFN-γ z zdravili." Vendar pa to bi najprej zahtevalo zelo podrobno analizo mehanizmov, na katerih temelji odziv IFN-γ.