Ученые Университета штата Айова, возможно, обнаружили важную деталь, проливающую свет на то, почему свиньи не заболевают при контакте с коронавирусом.
Исследования, проведенные с начала пандемии, показали, что свиньи могут быть инфицированы вирусом при воздействии высоких доз, но инфекция протекает бессимптомно, у свиней не проявляются клинические признаки болезни, и они не передают вирус другим животным. Поэтому ученые решили выяснить причину этого в недавно опубликованном исследовании в научном журнале Cell Death Discovery. По словам авторов, то, что они обнаружили, может привести к новым способам лечения людей, заболевших COVID-19.
Авторы работы в течение многих лет изучали, как коронавирусы воздействуют на свиней. Они разработали модели, позволяющие детально изучить, как вирусы инфицируют клетки свиней и как клетки борются с инфекцией. В ходе последних экспериментов они ввели вирус в культивированные свиные и человеческие респираторные эпителиальные клетки, которые выстилают большую часть дыхательных путей. Они обнаружили, что клетки свиней подвергаются апоптозу, или контролируемой гибели, в ответ на инфекцию с большей скоростью, чем эпителиальные клетки человека.
"Мы наблюдали под микроскопом, что ядра инфицированных, но не неинфицированных свиных клеток начинали распадаться на фрагменты", - рассказывает соавтор исследования Рауль Нелли.
Такое разрушение ядра является признаком апоптоза, который может стать ключевым фактором, помогающим свиньям избежать проявления симптомов после заражения вирусом SARS-CoV-2. Запуск апоптоза на ранних стадиях инфекции приводит к минимальному повреждению тканей и ограничивает репликацию вируса, тем самым ограничивая тяжелое заболевание. Человеческие клетки также могут подвергаться апоптозу в ответ на коронавирусную инфекцию, но, согласно исследованию, человеческие клетки делают это гораздо реже, чем свиные. Свиные клетки подвергаются апоптозу примерно в 100 раз чаще, чем человеческие.
Человеческие клетки чаще проходят через некроз, другую форму клеточной смерти, которая менее контролируема, чем апоптоз. При некрозе содержимое клетки выходит в окружающее пространство, вызывая сильный гипериммунный ответ, который не вызывается при апоптозе. Исследователи предполагают, что широкомасштабный апоптоз помогает избежать заболевания, поскольку быстро уничтожает инфицированные клетки без чрезмерной реакции иммунной системы, в то время как широкомасштабный некроз и вызванный им гипериммунный ответ менее благоприятны для клеток хозяина.
"Мы не хотим делать поспешных выводов, но такая реакция, вероятно, является присущей иммунной системе свиней, врожденной, а не приобретенной", - говорит Нелли. "Идея заключается в том, чтобы убить вирус деликатно, но достаточно быстро, чтобы не вызвать чрезмерного иммунного ответа". По словам исследователей, дальнейшее изучение может привести к разработке терапии, направленной на стимулирование апоптоза в клетках человека, что позволит людям, инфицированным коронавирусом, избежать тяжелых симптомов.
Следующий шаг исследовательской группы - определить все гены, активируемые во время инфекционного процесса, и сравнить их с генами других видов животных, у которых эти гены присутствуют. Это может дать им дальнейшие подсказки о том, как и почему другие животные, например, олени, могут переносить вирус, не испытывая симптомов заболевания.
