Люди издавна ассоциировали холод с болезнью. С появлением теории микробов врачи и ученые начали подозревать, что люди заболевают не из-за температуры, а скорее из-за того, что более суровые условия ослабляют иммунную систему, позволяя вирусам, которым подвержены люди - например, вирусам, вызывающим простуду, грипп или COVID-19 - легче внедряться в организм.
Однако точные причины, по которым холодная погода повышает восприимчивость к инфекциям, остаются неустановленными, поэтому сезонность обычно объясняют изменением моделей поведения людей. Теперь же исследование, опубликованное 6 декабря в журнале Journal of Allergy and Clinical Immunology, предлагает механизм, который может объяснить, как холод способствует простуде: защитные функции клеток носа слабее, когда клетки охлаждены.
"Традиционно считалось, что сезон простуды и гриппа приходится на прохладные месяцы, потому что люди больше находятся в помещении, где вирусы легче распространяются воздушно-капельным путем", - рассказывает соавтор исследования Бенджамин Блейер. "Наше исследование, однако, указывает на биологическую первопричину сезонных колебаний вирусных инфекций верхних дыхательных путей, которые мы наблюдаем каждый год, и что в последнее время было продемонстрировано во время пандемии COVID-19".
Исследователи провели эксперименты in vitro на клетках носа, взятых у здоровых людей-добровольцев, измеряя их реакцию на три вируса, вызывающих простуду (коронавирус и два риновируса). При нормальных температурных условиях эти клетки, которые в естественных условиях находятся в передней части носа и поэтому одними из первых сталкиваются с вторгшимся вирусом, реагируют на вирусы, вызывая выброс "роя" внеклеточных везикул (EVs), как утверждается в исследовании. Это происходит по несколько иному сигнальному пути, чем в ответ на бактерии: белок Toll-like receptor 3 (TLR3) обнаруживает присутствие вирусов и в ответ запускает иммунный ответ, который заканчивается выбросом EV.
Дальнейший анализ показал, что при обычной температуре в носу поверхность EV, высвобожденных таким образом, была покрыта рецепторами, которые исследуемые вирусы обычно используют для связывания с клетками носа и вторжения в них. Действительно, на поверхности EVs было в 20 раз больше таких вирусных рецепторов, чем на мембранах клеток, что делало EVs эффективными приманками, объяснил Блейер. Исследование также показало, что EVs были насыщены микроРНК miR-17, которая нейтрализовала три вируса, блокируя их репликацию.
Однако, когда температура клеток была снижена на 5°C, что повторяет снижение температуры в носу человека, подвергшегося воздействию холода, количество EV, выделяемых образцами тканей, снизилось на 42%. Эти EV также имели меньше поверхностных рецепторов, что означает, что вирусы с меньшей вероятностью связывались с ними на клетках носа и содержали меньше miR-17 - что указывает на то, что пребывание на холоде подавляет иммунную систему носа сразу тремя способами. Однако отоларинголог из Медицинской школы Стэнфордского университета Зара Патель, которая не принимала участия в исследовании, предупреждает, что нет никакой гарантии, что эксперименты in vitro могут быть воспроизведены in vivo.
Блейер утверждает, что открытие этого механизма противовирусной защиты может привести к новым методам вмешательства, "используя естественные явления в носу для подавления передачи вирусов". Например, он предполагает, что полученные результаты могут помочь ученым создать искусственные версии EVs, которые действуют как "губка для вирусов", и указывает на обнаруженную миРНК как на "противовирусное соединение, которое уничтожает [вирус] до того, как он инфицирует реальную клетку", что может быть использовано в терапевтических целях.
Тем временем, исследование дает дополнительный стимул носить маску этой зимой. "Чем теплее будет среда внутри носа, тем лучше будет работать этот врожденный механизм иммунной защиты", - говорит он.
