Исследование, проведенное учеными из Бостонской детской больницы, впервые объясняет, почему COVID-19 вызывает у некоторых людей тяжелое воспаление, приводящее к острой дыхательной недостаточности и поражению многих органов. Удивительно, но исследование также показывает, что антитела, которые вырабатываются у людей, когда они заражаются COVID-19, иногда могут приводить к усилению воспаления, в то время как антитела, генерируемые мРНК-вакцинами против COVID-19, по-видимому, этого не делают.
Исследователи во главе с Джуди Либерман, доктором медицины, доктором философии. и Кэролайн Жункейра, доктор философии. в Бостонской детской программе клеточной и молекулярной медицины с Майклом Филбином, доктором медицины, в Массачусетской больнице общего профиля, опубликовали свои выводы 6 апреля в Nature .
«Мы хотели понять, что отличает пациентов с легкой формой COVID-19 от тяжелой, — говорит Либерман. «Мы знаем, что многие маркеры воспаления повышены у людей с тяжелым заболеванием , и что воспаление лежит в основе тяжести заболевания, но мы не знали, что вызывает воспаление».
Исследователи проанализировали образцы свежей крови пациентов с COVID-19, поступающих в отделение неотложной помощи Массачусетской больницы общего профиля. Они сравнили их с образцами здоровых людей и пациентов с другими респираторными заболеваниями. Они также исследовали ткани легких при вскрытии людей, умерших от COVID-19.
Огненная смерть иммунных клеток
Они обнаружили, что SARS-CoV-2 может инфицировать моноциты — иммунные клетки в крови, которые действуют как «стражи» или ранние реагирующие на инфекцию, а также макрофаги, аналогичные иммунные клетки в легких. После заражения оба типа клеток умирают огненной смертью (называемой пироптозом), которая вызывает взрыв мощных воспалительных сигналов тревоги.
«У инфицированных пациентов около 6 процентов моноцитов крови умирали воспалительной смертью», — говорит Либерман. «Это большое количество, потому что умирающие клетки быстро удаляются из организма».
Изучая легочную ткань людей, умерших от COVID-19, они обнаружили, что умирает около четверти макрофагов в ткани.
Когда исследователи изучили клетки на наличие признаков SARS-CoV-2, они обнаружили, что около 10 процентов моноцитов и 8 процентов легочных макрофагов были инфицированы.
Тот факт, что моноциты и макрофаги могут быть инфицированы SARS-CoV-2, стал неожиданностью, поскольку моноциты не несут рецепторов ACE2, классических входных ворот для вируса , а макрофаги имеют небольшое количество ACE2. Либерман считает, что заражение моноцитов SARS-CoV-2 ранее могло быть частично упущено из виду, потому что исследователи часто изучают замороженные образцы крови, в которых мертвые клетки не обнаруживаются.
Исследование также показало, что, хотя SARS-CoV-2 способен заражать моноциты и макрофаги, он не способен производить новые инфекционные вирусы. Исследователи считают, что клетки быстро погибли от пироптоза, прежде чем новые вирусы смогли полностью сформироваться.
«В некотором смысле поглощение вируса этими «сторожевыми» клетками является защитным: они поглощают вирус и привлекают больше иммунных клеток », — говорит Либерман. «Но плохая новость заключается в том, что все эти воспалительные молекулы высвобождаются. У людей, более склонных к воспалению, таких как пожилые люди, это может выйти из-под контроля».
Антитела, способствующие инфекции?
Определенная группа моноцитов была особенно подвержена заражению: те, которые несут рецептор под названием CD16. Эти «неклассические» моноциты составляют лишь около 10 процентов всех моноцитов, но их количество было увеличено у пациентов с COVID-19, обнаружили исследователи. Они также были более склонны к заражению: около половины были инфицированы, по сравнению с ни одним из классических моноцитов крови.
Рецептор CD16, по-видимому, распознает антитела против спайкового белка SARS-CoV-2. Исследователи считают, что эти антитела могут способствовать инфицированию моноцитов , несущих рецептор. «Антитела покрывают вирус, а клетки с рецептором CD16 затем поглощают вирус», — говорит Либерман.
Однако когда команда изучила здоровых пациентов, получивших мРНК-вакцины против COVID-19, оказалось, что выработанные ими антитела не способствуют заражению. Причина этого до сих пор неясна; исследователи считают, что антитела, генерируемые вакциной, имеют несколько иные свойства, чем антитела, которые образуются во время инфекции, и не так хорошо связываются с рецептором CD16. В результате клетки не принимают вирус.
Либерман и ее коллеги считают, что эти результаты могут иметь значение для использования моноклональных антител для лечения COVID-19, помогая объяснить, почему лечение работает только при раннем назначении. «Возможно, позже антитела помогут усилить воспаление», — говорит она. «Возможно, нам придется взглянуть на свойства антител».
