Как летучие мыши противостоят COVID-19?
Хотя летучие мыши могут заразиться SARS-CoV-2, они не болеют. В новом обзоре делается попытка понять, почему. Понимание того, почему это происходит, может помочь ученым при разработке новых методов лечения COVID-19.
Авторы объясняют, что летучие мыши могут быстро повышать и понижать свою иммунную систему, поддерживая иммунный баланс при сильном стрессе, вызванном инфекциями SARS-CoV-2.
Их сравнение между летучими мышами и людьми показывает точки перегиба в человеческих инфекциях SARS-CoV-2, которые могут повысить успех клинических испытаний терапевтических средств.
В полном обзоре иммунологических исследований COVID-19 на сегодняшний день авторы оценивают доказательства и уровень рекомендаций для нескольких иммунных мишеней как кандидатов для лечения COVID-19.
Ученые из Австралии и Китая недавно выпустили всесторонний обзор иммунологического взаимодействия SARS -CoV-2 с его хозяином — летучими мышами. Обзор публикуется в журнале Science Immunology.
Человеческие иммунологи и микробиологи сотрудничали с экспертом по иммунологии летучих мышей доктором Аароном Ирвингом. Первый автор, доктор Майкл Кристи, и его коллеги объединили усилия с доктором Ирвингом, чтобы выяснить сходства и различия в том, как летучие мыши и люди борются с вирусами.
Собирая детальные данные о взаимодействии SARS-CoV-2 с этими двумя иммунными системами млекопитающих, ученые пришли к выводу, что в цикле заболевания COVID-19 человека есть четко определенные стадии и оптимальные сроки для таргетной медицинской терапии.
Для больших решений нужны большие данные
Medical News Today спросила старших исследователей из сотрудничающей группы, доктора Клаудию Нольд-Петри и профессора Марселя Нольда, почему они начали этот исчерпывающий обзор.
Д-р Нольд-Петри ответил: «Я чувствовал, что мы должны получить аспект познания того, что может предложить природа. Потому что из очень многих вещей, в области инженерии и новых технологий, люди смотрели на природу и копировали ее. Мы подумали: а почему бы не сделать это и в иммунологии?»
Профессор Нольд сказал: «Когда у нас впервые возникла эта идея, на самом деле не было большого обзора по иммунологии COVID-19. Нам потребовалось столько времени, чтобы собрать [всю информацию] воедино и сделать это правильно!»
Профессор Нольд далее разъяснил миссию своих исследовательских групп:
«Мы хотели собрать что-то вместе, когда вы пришли из фундаментальной науки или науки «открытия» фундаментальной науки на уровне белка, а затем предпринять следующие два шага, а не только то, что вызывает болезнь, но и следующий шаг, как на самом деле понять это и использовать его, чтобы выбрать правильную терапию в нужное время? Итак, это была именно идея этого обзора!»
Три стадии COVID-19
В качестве первого шага к пониманию иммунобиологии COVID-19 исследователи тщательно очертили клиническое течение SARS-CoV-2 у людей:
- Этап 1, который длится 1–14 дней: SARS-CoV-2 устанавливает «место жительства» в организме человека-хозяина. Многие люди остаются бессимптомными, а из тех, у кого есть симптомы, около 80% имеют симптомы от легкой до умеренной, 15% прогрессируют до тяжелой формы COVID-19 и 5% становятся тяжелыми.
- Стадия 2, которая начинается через 4–10 дней после появления симптомов: это когда рост вируса продолжается и развивается умеренное заболевание, чаще всего вирусный пневмонит. Однако могут поражаться и другие органы, в том числе мозг, что приводит к головным болям и рвоте .
- Стадия 3, которая обычно наступает через 6–15 дней после появления первых симптомов. Эта стадия может включать тяжелое респираторное заболевание, полиорганную дисфункцию, истощение иммунных клеток и гипервоспаление. Для некоторых это приводит к так называемому цитокиновому шторму.
Ученые отмечают, что финальная стадия — это переломный момент в болезни, когда ущерб, нанесенный иммунной системой человека, превышает ущерб, причиненный вирусом.
Врожденный иммунитет помогает контролировать SARS-CoV-2
Летучие мыши избегают серьезных заболеваний, вызванных SARS-CoV-2, в то время как люди реагируют по-разному, от бессимптомного до смертельного клинического течения.
Исследователи объясняют, что успешные встроенные индивидуальные реакции — или врожденный иммунитет — представляют собой быструю и эффективную защиту. Лучшие примеры этого превосходного врожденного иммунитета — у взрослых с легкими симптомами или без них, у молодых людей и у летучих мышей.
Профессор Нольд описал то, что, по его мнению, является наиболее впечатляющим в патоиммунологии летучих мышей:
«Летучие мыши — единственные летающие млекопитающие — им приходится иметь дело с большим метаболическим стрессом. Полет требует много энергии, необычное количество энергии для млекопитающих. И они учились и развивались, адаптируя свой иммунный ответ, чтобы выдерживать этот базовый уровень метаболического стресса».
«У них есть своего рода более высокий базовый уровень того, что можно назвать защитными механизмами, такими как интерферон 1 типа и интерферон 3 типа». Интерфероны 1 и 3 типа — это иммунные белки, которые играют важную роль в противовирусной активности.
«И из-за этого более высокого исходного уровня, — продолжил профессор Нолд, — они могут действительно быстро усилить эту реакцию на вызов опасным сигналом, таким как вирусная инфекция, в частности коронавирусная инфекция».
«По этой причине, вероятно, по крайней мере среди прочего, [летучие мыши] действительно быстро и легко работают с вирусом, не уничтожая его, а сдерживая его, чтобы он не вызывал болезней. Поскольку это так быстро, они также могут очень быстро отключить [свою иммунную систему]. Эта последняя часть действительно важна, потому что это не то, что происходит с людьми — это механизм, с помощью которого летучие мыши избегают болезней! »
Доктор Нольд-Петри добавил: «[Летучие мыши] не переходят на эти более поздние стадии [COVID-19], как мы, люди. Проще говоря, они смягчают его и уравновешивают свою реакцию — он не сходит с рельсов [как у людей с тяжелым COVID-19]».
Например, у людей с инфекцией SARS-CoV-2 может наблюдаться увеличение количества борющихся с инфекцией клеток, называемых нейтрофилами и моноцитами.
Однако одновременно происходит снижение основных маркеров иммунной силы, таких как естественные клетки-киллеры и интерферон 1 типа. Ученые связывают сокращение этих важнейших вспомогательных клеток и белков с «иммунным истощением».
Доктор Марсель Нольд объяснил, что «если мы поймем стадии заболевания COVID-19 и будем использовать общие маркеры крови, чтобы направлять врачей, на какой стадии находятся пациенты, мы сможем лучше выбрать правильную терапию в нужное время для пациентов, живущих с инфекцией SARS-CoV-2».
«Вы хотели бы поддержать иммунную защиту хозяина и назначить иммуномодулирующую терапию — например, интерфероны 1 и 3 типа для некоторых пациентов — для борьбы с вирусным заболеванием», — пояснил д-р Нольд-Петри.
«Затем, на более позднем этапе, когда иммунный ответ выходит из равновесия, становится безудержным и начинает [действовать как аутоиммунное заболевание], и у вас происходит цитокиновый шторм, вам необходимо начать противовоспалительную терапию».
Позже профессор Нольд добавил: «Существуют испытания введения пациентам интерферона 1 и 3 типа. Опять же, не все они были [фантастическими] в своих результатах, потому что в то время, когда они были начаты, знаний о болезни еще не было, поэтому они были даны слишком поздно, по сути, и если вы это сделаете, может быть, вы даже усугубите воспаление».
Далее он объяснил: «Цитокины, вы хотите, чтобы их активность была действительно сильной в начале, когда желаемой функцией является уничтожение вируса. Затем, в какой-то момент, вклад вируса в заболевание COVID-19 фактически уменьшается, и, что становится более важным, это собственный иммунный ответ хозяина».
«И в этот момент, конечно, вам не нужно больше цитокинов. Вы хотите выключить его. И, конечно же, если вы дадите здесь цитокины, вы только усугубите ситуацию!»
Маленькие молекулы, большие последствия
Профессор Нольд и доктор Нольд-Петри описали три четких точки перегиба, в которых иммунология летучих мышей проинформировала нас, как разрушительное воздействие SARS-CoV-2 на людей может быть ослаблено на различных стадиях болезни:
- на ранних стадиях инфекции, повышение уровня интерферона 1-го и 3-го типа у пациентов и быстрое применение противовирусных препаратов;
- ингибирование инфламмасомы — большого белкового комплекса — который при активации дает сигнал клеткам генерировать цитокины, что является предшественником цитокинового шторма;
- когда иммунная система колеблется между тяжелым воспалением и иммунным истощением, поддерживая пациента мощными противовоспалительными средствами, такими как стероиды и блокаторы интерлейкина-6.
«Эти трое выделяются из анализа по сравнению с летучими мышами. Мы, конечно, не говорим, что это единственные. Есть много других методов лечения, которые, вероятно, имеют очень хорошие шансы на успех при правильном выборе времени. Но опять же, я возвращаюсь к вопросу о сроках, потому что это абсолютно важно».
«Это руководство; нам еще предстоит многому научиться. Это краткое изложение того, что мы знаем сейчас, но могут быть и другие небольшие молекулы, которые были протестированы при других заболеваниях, которые могут противодействовать аутоантителам, которые вырабатываются на более поздней стадии. Я уверен, что мы сможем провести еще один обзор через год », — резюмировал д-р Нольд-Петри.
«Мы подводим итоги того, что доступно сейчас, но указываем на возможности, которые существуют: новые цитокины и противовоспалительные средства».
Метки: COVID-19
Люди, которым удается наверстать упущенное во время выходных, могут оказать своему сердцу большую услугу, снизив риск сердечных заболеваний на одну пятую. Этот вывод сделан в ходе исследования, представленного на конгрессе ESC 2024, в котором были проанализированы данные о сне более 90 000 участников UK Biobank. Исследование подчеркивает защитный эффект компенсаторного сна, особенно у людей, которые…
Тревожность и деменция Исследования подчеркивают значительную корреляцию между постоянной и вновь возникшей тревогой и более высоким риском развития деменции у пожилых людей, что позволяет предположить, что эффективное управление тревогой может помочь снизить этот риск. В исследовании, опубликованном в журнале Американского гериатрического общества, как хроническая, так и новая тревожность были связаны с повышенным риском деменции. Однако…
Новый атлас старения демонстрирует клеточное и тканевое старение круглых червей, помогая исследователям в борьбе со старением благодаря информации об экспрессии генов, тканеспецифичных часах старения и полиаденилировании, а также служит открытым ресурсом для ученых. Как стареют отдельные клетки и ткани Новый атлас старения предоставляет ученым подробное представление о том, как стареют отдельные клетки и ткани червей,…
Вирус гепатита B (HBV) инфицирует около 296 миллионов человек и вызывает значительную смертность, приводя к циррозу печени или раку, поскольку первоначально он поражает печень и имеет мало симптомов. Недавние исследования раскрыли новые механизмы действия белка-полимеразы ВГВ, которые могут привести к инновационным методам лечения, потенциально выходя за рамки ограничений существующих методов лечения, которые контролируют, но не…
