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
Исследователи из Института науки Вейцмана в Израиле выявили дрожжи, которые можно использовать для предотвращения инвазивного кандидоза, основной причины смерти госпитализированных пациентов и пациентов с ослабленным иммунитетом. Исследование, недавно опубликованное в Журнале экспериментальной медицины (JEM), показывает, что новые дрожжи безвредно живут в кишечнике мышей и людей и могут вытеснять дрожжи, ответственные за кандидоз, Candida albicans. Микробы…
Недавние исследования выявили решающую роль метилирования ДНК в черепно-лицевом развитии, открывая путь к предотвращению расщелины губы и неба путем понимания воздействия окружающей среды на генетическую экспрессию. Расщелина губы и неба — наиболее распространенные черепно-лицевые врожденные дефекты у человека, ежегодно поражающие более 175 000 новорожденных во всем мире. Тем не менее, несмотря на десятилетия исследований, до…
Исследователи из Университета штата Мичиган разгадали загадку менее изученной структуры сперматозоида, известной как цитоплазматическая капля (ЦК). CD, характеризующийся увеличенной цитоплазмой — вязким желеобразным веществом, инкапсулированным клеточной мембраной, — расположен рядом с головкой сперматозоида, особенно на его шейке. Это явление наблюдается у всех млекопитающих, включая человека. Эта новая генетическая модель является первой в своем роде. Как…
Исследование показывает, что блокирование белка PD-L2 в стареющих раковых клетках после химиотерапии повышает способность иммунной системы разрушать эти клетки, потенциально повышая эффективность химиотерапии против рака. Лечение рака, включая химиотерапию, помимо уничтожения большого количества опухолевых клеток, также приводит к образованию стареющих опухолевых клеток (также называемых «клетками зомби»). Хотя стареющие клетки не размножаются, они, к сожалению, создают…
Переход от продуктов животного происхождения к продуктам растительного происхождения, независимо от того, считаются ли эти продукты растительного происхождения здоровыми или вредными согласно индексу растительной диеты, приводит к снижению веса у людей с избыточным весом, снижает потребление холестерина и жиров, а также увеличивает потребление клетчатки. Согласно новому анализу Комитета врачей за ответственную медицину, опубликованному в Европейском…
