Первая встреча организма с SARS-CoV-2, вирусом, лежащим в основе COVID-19, происходит в носу и горле или носоглотке. Новое исследование, опубликованное в журнале Cell, предполагает, что первые ответы на этом поле битвы помогут определить, у кого разовьется тяжелое заболевание, а у кого пройдет легкая болезнь или ее не будет.

Основываясь на опубликованной в прошлом году работе по выявлению чувствительных к SARS-CoV-2 клеток, команда сотрудников Бостонской детской больницы, Массачусетского технологического института и Медицинского центра Университета Миссисипи всесторонне картировала инфекцию SARS-CoV-2 в носоглотке. Они получили образцы мазков из носа 35 взрослых с COVID-19 в период с апреля по сентябрь 2020 года, от умеренно симптоматичных до тяжелобольных. Они также взяли мазки у 17 контрольных субъектов и шести пациентов, которые были интубированы, но не имели COVID-19.

"Почему некоторые люди болеют больше, чем другие, с самого начала было одним из самых загадочных аспектов этого вируса",-говорит Хосе Ордовас-Монтаньес, доктор философии из Бостонского детского центра, соавтор исследования Брюс Хорвиц, доктор медицинских наук, доктор философии из Бостонского детского центра, Алекс К. Шалек, доктор философии Массачусетского технологического института, и Сара Гловер, ДО, из Университета Миссисипи. "Многие исследования, направленные на поиск предикторов риска, искали признаки в крови, но кровь может быть не совсем подходящим местом для поиска."

Первое поле битвы COVID-19: носоглотка

Чтобы получить подробную картину того, что происходит в носоглотке, исследователи секвенировали РНК в каждой клетке, по одной клетке за раз. (Для понимания всей работы, которую это повлекло за собой, каждый мазок пациента давал в среднем 562 клетки.) Данные о РНК позволили команде точно определить, какие клетки присутствовали, которые содержали РНК, происходящую от вируса—признак инфекции—и какие гены клетки включали и выключали в ответ.

Вскоре стало ясно, что эпителиальные клетки, выстилающие нос и горло, претерпевают серьезные изменения в присутствии SARS-CoV-2. Клетки в целом различались по типу. Наблюдалось увеличение секреторных и бокаловидных клеток, продуцирующих слизь. В то же время наблюдалась поразительная потеря зрелых реснитчатых клеток, которые прочесывают дыхательные пути, вместе с увеличением незрелых реснитчатых клеток (которые, возможно, пытались компенсировать).

Команда обнаружила РНК SARS-CoV-2 в различных типах клеток, включая незрелые реснитчатые клетки и специфические подтипы секреторных клеток, бокаловидных клеток и плоскоклеточных клеток. В инфицированных клетках, по сравнению с неинфицированными "сторонними" клетками, было включено больше генов, которые участвуют в продуктивном ответе на инфекцию.

Неудачный ранний иммунный ответ

Ключевой вывод был сделан, когда команда сравнила мазки из носоглотки у людей с различной степенью тяжести заболевания COVID-19:

У людей с легкой или умеренной COVID-19 эпителиальные клетки показали повышенную активацию генов, участвующих в противовирусных реакциях, особенно генов, стимулируемых интерфероном I типа, что является очень ранней сигнализацией, которая объединяет более широкую иммунную систему.
У людей, у которых развился тяжелый COVID-19, требующий искусственной вентиляции легких, противовирусные реакции были заметно притуплены. В частности, их эпителиальные клетки имели приглушенный ответ на интерферон, несмотря на то, что в них содержалось большое количество вируса. В то же время в их мазках было увеличено количество макрофагов и других иммунных клеток, которые усиливают воспалительные реакции.

"У всех пациентов с тяжелой формой COVID-19 на ранних стадиях в эпителиальных клетках наблюдалась притупленная реакция на интерферон, и они никогда не могли усилить защиту",-говорит Ордовас-Монтаньес. "Наличие нужного количества интерферона в нужное время может быть основой борьбы с SARS-CoV-2 и другими вирусами."

Усиление реакции интерферона в носу?

В качестве следующего шага исследователи планируют исследовать, что вызывает приглушенную реакцию интерферона в носоглотке, что, как свидетельствуют данные, может также наблюдаться при новых вариантах SARS-CoV-2. Они также изучат возможность усиления реакции на интерферон у людей с ранними инфекциями COVID-19, возможно, с помощью назального спрея или капель.

"Вполне вероятно, что, независимо от причины, люди с приглушенной реакцией на интерферон будут восприимчивы к будущим инфекциям, выходящим за рамки COVID-19",-говорит Ордовас-Монтаньес. "Вопрос в том," Как вы делаете эти клетки более отзывчивыми?""

ИСТОЧНИК