Быстрый интерфероновый ответ эпителиальных клеток носа вызывает каскад реакций во время инфекции - от снижения вирусной нагрузки и повреждения клеток до воспаления.
С похолоданием начинается сезон гриппа, который приносит с собой знакомые симптомы респираторных заболеваний. Среди вирусов, вызывающих эти сезонные заболевания, риновирус (RV) является одной из наиболее частых причин простуды и может вызывать более серьезные респираторные расстройства у курильщиков и людей, страдающих астмой. Несмотря на его распространенность, молекулярные механизмы, которые приводят к таким различным последствиям у инфицированных людей, остаются малоизученными.
Это побудило иммунобиолога Эллен Фоксман из Йельской медицинской школы исследовать реакцию клеток слизистой носа на вирусную инфекцию с целью выявления молекулярных процессов, влияющих на восприимчивость к вирусным заболеваниям. Результаты, опубликованные в журнале Cell Press Blue, показали, что органоиды, созданные из тканей носа вырабатывают интерфероны (IFN), чтобы предотвратить RV-инфекцию, но если этот ответ был слишком медленным, вирус быстро инфицировал и повреждал клетки. Эти результаты подчеркивают важность эффективного и быстрого ответа IFN даже при отсутствии иммунных клеток.
Поскольку ключевой противовирусной защитой респираторных эпителиальных клеток является реакция IFN, Фоксман и ее коллеги сосредоточились на его активности во время RV-инфекции. Чтобы изучить это, исследователи создали органоиды клеток носа человека, которые включали эпителиальные клетки слизистой оболочки, продуцирующие слизь, и реснитчатые клетки. “Эта модель отражает реакции человеческого организма гораздо точнее, чем обычные клеточные линии, используемые для вирусологических исследований”, - пояснила Фоксман. Авторы обнаружили, что вирусная инфекция RV индуцирует повышение активности IFN в эпителиальных клетках и ограничивает репликацию вируса. Такой реакции не наблюдалось, когда исследователи обрабатывали клетки ингибитором IFN; вместо этого они наблюдали повышенную вирусную нагрузку и гибель клеток.
Используя секвенирование РНК единичных клеток (scRNA-seq), исследователи обнаружили, что ингибирование индукции IFN также приводит к увеличению процента инфицированных клеток, особенно реснитчатых. Кроме того, возникают другие реакции, которые могут способствовать возникновению проблем с дыханием, такие как гиперпродукция слизи в инфицированных и неинфицированных клетках и усиление воспаления. Эти реакции могут стать перспективными мишенями для лечения RV-инфекций. Исследователи также наблюдали повышенную экспрессию генов, специфичных для интерферона, в первые два дня заражения, которая позже снижалась. Тем временем, другие программы транскрипции, вероятно, связанные с противовирусным ответом, активизировались. Эти закономерности также соответствовали данным scRNA-seq человека, полученным от взрослых с инфекцией SARS-CoV-2 и без нее.
“Наше исследование развивает парадигму, согласно которой реакция организма на вирус, а не свойства, присущие самому вирусу, чрезвычайно важны для определения того, вызовет ли вирус заболевание и насколько тяжелым оно будет”, - пояснила Фоксман. В то время как органоидная модель учитывает лишь ограниченное число типов клеток, полученные результаты подчеркивают различные реакции организма. Фоксман добавила, что “Усиление защитных механизмов - это наиболее перспективный путь для создания новых терапевтических средств”.
