В отличие от того, что до сих пор считалось общепринятым, тяжелое течение КОВИД-19 приводит не только к сильной иммунной реакции, но и к тому, что иммунная реакция зацикливается на непрерывном цикле активации и торможения. Эксперты из Charité -- Universitätsmedizi в Берлине, Боннского университета, Немецкого центра нейродегенеративных заболеваний (DZNE), Центра изучения инфекций им. Гельмгольца (HZI) и Немецкого центра изучения инфекций (DZIF), наряду с коллегами из общенациональной исследовательской сети, представляют эти выводы в научном журнале Cell.
У большинства пациентов, инфицированных коронавирусом SARS-CoV-2, симптомы слабые или даже отсутствуют. Тем не менее, у 10-20 % развивается пневмония и другие опасные для жизни последствия. "До сих пор мало что известно о причинах этого тяжелого течения болезни. Высокий уровень воспаления у больных фактически указывает на сильную иммунную реакцию. Однако клинические данные, скорее, указывают на неэффективность иммунитета. Это противоречие", - говорит Йоахим Шульце, профессор Боннского университета и руководитель исследовательской группы DZNE. Поэтому мы предполагаем, что, несмотря на то, что иммунные клетки производятся в больших количествах, их функция неисправна".
Поэтому мы исследовали кровь пациентов с различной степенью тяжести КОВИД-19", - объясняет Лейф Эрик Сандер, профессор инфекционной иммунологии и старший врач отделения инфекционных болезней и респираторной медицины медицинского департамента Шарите.
Образцы крови взяты в общей сложности у 53 мужчин и женщин с COVID-19 из Берлина и Бонна, чье течение болезни было классифицировано как легкое или тяжелое в соответствии с классификацией ВОЗ. Образцы крови пациентов с другими вирусными инфекциями дыхательных путей, а также здоровых людей служили в качестве контроля.
Исследования проводились с использованием технологий OMICs - коллективного термина для современных лабораторных методов, которые могут быть использованы для определения, например, активности генов и количества белков на уровне одиночных, индивидуальных клеток - таким образом, с очень высоким разрешением. Используя эти данные, ученые охарактеризовали свойства лейкоцитов.
"Применяя биоинформационные методы к этому чрезвычайно полному сбору данных о генной активности каждой отдельной клетки, мы смогли получить полное представление о происходящих процессах в лейкоцитах", - объясняет Ян Ли, профессор Центра Индивидуальной Инфекционной Медицины (CiiM) и Центра Исследования Инфекции имени Гельмгольца (HZI) в Ганновере. "В сочетании с наблюдением за важными белками на поверхности иммунных клеток нам удалось расшифровать изменения в иммунной системе пациентов с КОВИД-19", - добавляет Биргит Савицки, профессор Института медицинской иммунологии Вирхова-Клиникум.
Человеческая иммунная система включает в себя широкий арсенал клеток и других защитных механизмов, которые взаимодействуют друг с другом. В данном исследовании основное внимание уделялось так называемым миелоидным клеткам, к которым относятся нейтрофилы и моноциты. Это иммунные клетки, которые находятся на переднем крае цепочки иммунного ответа, т.е. они мобилизуются на очень ранней стадии для защиты от инфекций. Они также влияют на последующее образование антител и других клеток, которые способствуют иммунитету. Это дает миелоидным клеткам ключевое положение.
"С помощью так называемых нейтрофилов и моноцитов мы обнаружили, что эти иммунные клетки активируются, т.е. готовы защищать пациента от КОВИД-19 в случае слабого течения болезни. Они также запрограммированы на активацию остальной части иммунной системы. В конечном итоге это приводит к эффективному иммунному ответу против вируса", - объясняет Антуан-Эммануэль Салиба, руководитель исследовательской группы в Институте исследований инфекций на основе РНК (HIRI) имени Гельмгольца в Вюрцбурге.
Но в тяжелых случаях КОВИД-19 ситуация складывается иначе, объясняет Савицки: "Здесь нейтрофилы и моноциты активируются только частично и не функционируют должным образом". Мы находим значительно больше незрелых клеток, которые оказывают довольно ингибирующее воздействие на иммунный ответ". Сандер добавляет: "Это явление можно наблюдать и при других тяжелых инфекциях, хотя причина этого неясна. Многие данные указывают на то, что иммунная система мешает сама себе при тяжелом течении КОВИД-19". Это может привести к недостаточной иммунной реакции против вируса с одновременным тяжелым воспалением в тканях легких".
Полученные результаты могут указывать на новые терапевтические возможности, - говорит Анна Ашенбреннер из Института LIMES при Боннском университете: "Наши данные свидетельствуют о том, что в тяжелых случаях КОВИД-19 следует рассматривать стратегии, которые выходят за рамки лечения других вирусных заболеваний". Если, однако, существует слишком много дисфункциональных иммунных клеток, как показывает наше исследование, то очень хотелось бы подавить или перепрограммировать такие клетки".
Джейкоб Наттерманн, профессор университетского госпиталя в Бонне и глава исследовательской группы DZIF, далее объясняет: "Лекарства, которые действуют на иммунную систему, могут помочь". Но это деликатный баланс. В конце концов, речь идет не о полном отключении иммунной системы, а только о тех клетках, которые сами себя замедляют, так сказать". В данном случае это незрелые клетки. Возможно, мы сможем извлечь уроки из исследований рака. Есть опыт лечения, направленного на эти клетки".
