Почему аллергическая астма может защитить от тяжелого COVID

Астма — это заболевание легких, которое вызывает спорадические респираторные расстройства. Это часто начинается в детстве, хотя может появиться и у взрослых и затрагивает людей всех возрастов. В настоящее время лечения нет, но лечение может помочь контролировать симптомы. Заболевание вызвано воспалением и сужением бронхов (протоков, через которые воздух поступает и выходит из легких).

SARS-CoV-2 — это третья вспышка коронавируса, поражающая человеческое население с начала XXI века, которой предшествовали SARS-CoV в 2002 году и MERS-CoV в 2012 году. Клинические симптомы COVID-19 сильно различаются среди инфицированных людей: от бессимптомного заболевания до тяжелого респираторного заболевания и даже смерти почти в 2% случаев. Подавляющее большинство людей, инфицированных вариантом Омикрон, испытывают легкие симптомы простуды, умеренные симптомы гриппа или их отсутствие, но это не означает, что пандемия вот-вот закончится, поскольку новые варианты латентны.

Теперь исследователи из Университета Северной Каролины (UNC) в Чапел-Хилл в недавнем исследовании выявили биологические причины прогрессирования заболевания и почему популяция пациентов с астмой меньше восприимчивы к тяжелой форме COVID-19.

Ученые превратили свои выводы в статью, опубликованную в Proceedings of the National Academy of Sciences. Они раскрывают важность хорошо известного цитокина интерлейкина-13 (IL-13) для защиты клеток от SARS-CoV-2, что помогает объяснить тайну того, почему люди с аллергической астмой живут лучше, чем население в целом, несмотря на хроническое заболевание легких. Они не смогли доказать то же самое у людей с другими заболеваниями, такими как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) или эмфизема легких, которые подвержены очень высокому риску тяжелого COVID.

«Мы знали, что должна быть биомеханическая причина, по которой люди с аллергической астмой кажутся более защищенными от серьезных заболеваний», — объясняет ведущий автор Камилла Эре, доцент педиатрии медицинского факультета Университета Северной Каролины. Наша исследовательская группа обнаружила ряд значительных клеточных изменений, особенно из-за IL-13, что привело нас к выводу, что он играет уникальную роль в защите от инфекции SARS-CoV-2 у определенных групп пациентов».

Хотя цитокины, такие как IL-13, нельзя использовать в качестве терапии, поскольку они вызывают воспаление, важно понимать естественные молекулярные пути, которые клетки используют для защиты от инвазии патогенов, поскольку эти исследования могут выявить новые терапевтические цели.

Существует множество факторов здоровья, которые повышают риск тяжелого COVID у человека, включая хронические заболевания легких, такие как ХОБЛ, но во время пандемии эпидемиологи обнаружили, что люди с аллергической астмой были менее восприимчивы к серьезным заболеваниям.

«Это пациенты с астмой, вызванной аллергенами, такими как плесень, пыльца и перхоть», — пояснила Эре, которая также является членом Детского научно-исследовательского института UNC. Чтобы выяснить, почему они менее восприимчивы, мы исследовали специфические клеточные механизмы в первичных культурах эпителиальных клеток дыхательных путей человека».

Исследователи использовали генетический анализ культур клеток дыхательных путей человека, инфицированных SARS-CoV-2, чтобы сделать вывод, что экспрессия человеческого белка ACE2 определяет, какие типы клеток были инфицированы, и количество вируса, обнаруженного в этой популяции клеток (также известной как вирусная нагрузка).

Затем ученые использовали электронную микроскопию для выявления интенсивного исхода вируса из инфицированных волосковых клеток, которые отвечают за перемещение слизи по поверхности дыхательных путей. MS также выявил изменения в клетках человека, вызванные вирусной инфекцией. И эти мутации завершаются волосковыми клетками, которые разрушают поверхность дыхательных путей. «Эта отслойка является тем, что обеспечивает большой вирусный резервуар для распространения и передачи SARS-CoV-2», - пояснил Эре. Похоже, что это также увеличивает возможность проникновения инфицированных клеток в более глубокие ткани легких».

Углубляясь в исследование, специалисты обнаружили, что инфицированные клетки дыхательных путей показали, что важный слизистый белок, называемый MUC5AC, истощен внутри них, вероятно, потому, что белки секретировались, чтобы попытаться поймать вторгающиеся вирусы. Но вирусная нагрузка продолжала увеличиваться, потому что клетки, ответственные за выработку MUC5AC, были переполнены свирепствующей вирусной инфекцией.

Ученые уже знали из эпидемиологических исследований, что пациенты с аллергической астмой, которые, как известно, чрезмерно продуцируют MUC5AC, менее подвержены тяжелому COVID. Эхре и его коллеги также знали, что цитокин IL-13 увеличивал секрецию MUC5AC в легких, когда пациенты с астмой сталкивались с аллергеном. Поэтому они решили имитировать дыхательные пути астматиков, лечив других IL-13.

Затем они измерили титры вирусов, вирусную мРНК, скорость клиренса и общее количество инфицированных клеток. Оба были значительно сокращены. Они обнаружили, что это все еще верно, даже когда слизь очищалась из культур, что позволяет предположить, что другие факторы были вовлечены в защитные эффекты IL-13 против SARS-CoV-2.

Анализ секвенирования РНК показал, что гены IL-13, контролирующие противовирусные процессы, играют важную роль в иммунной защите дыхательных путей. Они также продемонстрировали, что IL-13 снижает количество вируса в клетках и передачу вируса от клетки к клетке.

В совокупности эти данные показывают, что IL-13 значительно влияет на проникновение вируса в клетки, репликацию внутри клеток и распространение вируса, ограничивая способность вируса находить самый глубокий путь в дыхательные пути и вызывать серьезные заболевания. «Мы считаем, что это исследование еще больше показывает, насколько важно как можно скорее лечить инфекцию SARS-CoV-2», - заключил Эре.

ПРОДОЛЖАЙТЕ ЧИТАТЬ: