Иммунные клетки, инфицированные вирусом SARS-CoV-2, могут вызвать обширную воспалительную реакцию, способствующую развитию тяжелой формы COVID-19, говорится в двух работах - одна опубликована вчера в журнале Nature, а препринт опубликован в 1 апреля.
С первых дней пандемии исследования показали, что воспаление приводит к значительному респираторному дистрессу и повреждению других органов - отличительным признакам тяжелой формы COVID-19. Однако ученые не могли точно определить, что вызывает воспаление. Последние открытия указывают на макрофаги в легких и моноциты в крови, которые после инфицирования вирусом вызывают воспаление. Исследования также дают убедительные доказательства того, что вирус может инфицировать и реплицироваться в иммунных клетках - и показывают, как он проникает в эти клетки. До сих пор свидетельства о существовании таких механизмов были неоднозначными.
По словам Малика Пейриса, вирусолога из Университета Гонконга, исследования дают правдоподобное объяснение тому, как прогрессирует тяжелая форма COVID-19. "Я не думаю, что это единственный или самый важный путь, но он, безусловно, интересен". Тем не менее, инфицированные иммунные клетки могут стать потенциальной мишенью для разработки лекарственных препаратов, говорит Цзянь Чжэн, иммунолог из Университета Айовы.
В статье, опубликованной в журнале Nature, Джуди Либерман, иммунолог из Бостонской детской больницы, и ее коллеги изучили образцы крови людей с COVID-19. Они обнаружили, что около 6% моноцитов - иммунных клеток "раннего ответа", которые патрулируют организм в поисках инородных захватчиков - подвергаются типу клеточной смерти, связанному с воспалением, известному как пироптоз. По ее словам, увидеть такое количество умирающих клеток было необычно, поскольку организм обычно быстро избавляется от мертвых клеток. Когда исследователи изучили умирающие клетки, они обнаружили, что они были инфицированы вирусом SARS-CoV-2. Они предположили, что вирус, вероятно, активировал инфламмасомы - большие молекулы, запускающие каскад воспалительных реакций, которые заканчиваются гибелью клеток.
Исследователи также изучили другой тип иммунных клеток - макрофаги - в легких людей, умерших от COVID-19. Поскольку макрофаги собирают клеточный мусор, включая вирусные остатки, было трудно определить, были ли макрофаги инфицированы вирусом SARS-CoV-2 или просто поглощали эти остатки. Авторы обнаружили, что примерно у четверти макрофагов активировались инфламмасомы, и часть из них действительно была инфицирована вирусом. Другие инфицированные клетки легких, эпителий, не проявляли такой же реакции.
Результаты совпадают с результатами второго исследования, размещенного на сайте bioRxiv и еще не прошедшего экспертную оценку, которое проделали Эсен Сефик, иммунолог из Медицинской школы Йельского университета и ее коллеги. Они также обнаружили, что вирус может инфицировать и реплицироваться в макрофагах в клетках легких человека и в мышиной модели иммунной системы человека. Макрофаги демонстрировали такую же воспалительную реакцию, описанную Либерман, и в конце концов погибали. Авторы также обнаружили, что введение мышам препаратов, блокирующих инфламмасомы, предотвращало тяжелые респираторные расстройства. Это позволяет предположить, что инфицированные макрофаги играют определенную роль в развитии пневмонии, наблюдаемой у людей с тяжелой формой COVID-19.
Воспалительная реакция макрофагов может быть их способом остановить репликацию SARS-CoV-2, говорит соавтор исследования Ричард Флавелл. Когда инфламмасомы активировались, вирус переставал реплицироваться в клетках. Но когда исследователи заблокировали инфламмасомы, макрофаги начали производить инфекционные частицы вируса. Это "поразительное" открытие, говорит Пейрис, потому что оно показывает, что макрофаги могут способствовать инфекции. Но Стэнли Перлман, вирусолог из Университета Айовы, говорит, что потребуются последующие исследования, чтобы выяснить, насколько важны инфицированные иммунные клетки в развитии тяжелой формы COVID-19 по сравнению с другими возможными механизмами.
Обе группы также смогли показать, как SARS-CoV-2 может проникать в иммунные клетки. Исследователи были обескуражены этим, поскольку эти клетки не содержат большого количества рецепторов ACE2 - главной точки входа вируса. В экспериментах с клетками человека и мыши Сефик и Флавелл обнаружили, что SARS-CoV-2 может попасть в легочные макрофаги через ограниченное количество рецепторов ACE2. Но вирус также пробирался внутрь через другой поверхностный белок, известный как рецептор Fcγ, с помощью антител. Когда вирус сталкивался с антителами, прикрепленными к рецептору Fcy, вместо того, чтобы быть обезвреженным антителами, вирус проникал в клетку. Либерман считает, что таким же образом вирус попадает в моноциты, которые не имеют рецепторов ACE2. Только моноциты с рецептором Fcγ могут быть инфицированы.
Тем не менее, Либерман говорит, что не все антитела способствуют проникновению вируса. Исследователи обнаружили, что антитела, выработанные людьми, получившими вакцину с мРНК, не позволяют моноцитам захватывать вирус. Этот вывод обнадеживает, учитывая, что многие люди были привиты вакцинами с мРНК, говорит Пейрис. Но необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, какие типы антител способствуют поглощению вируса моноцитами, и могут ли вакцины, использующие другие технологии, индуцировать иную реакцию.
