Tak koronawirus atakuje układ oddechowy. Może pomagać mu w tym nasz układ odpornościowy

Nowe badanie prowadzone przez dr Jose Ordovas-Montanesa w Boston Children's Hospital i Alex K. Shalek z MIT wskazują na to, które komórki są najprawdopodobniej atakowane przez koronawirus SARS-CoV-2. Opublikowane 21 kwietnia w czasopiśmie "Cell" wyniki mogą pomóc lepiej zrozumieć, czemu COVID-19 jest tak niebezpieczny dla człowieka.

Kiedy pojawiły się wieści o nowym koronawirusie w Chinach, Ordovas-Montanes i Shalek badali już różne typy komórek z całego ludzkiego układu oddechowego i jelit. Zebrali również dane od naczelnych i myszy. Od lutego zaczęli zestawiać zebrane dane z informacjami na temat tego, jak atakuje SARS-CoV-2.

- Zaczęliśmy patrzeć na komórki z tkanek, takich jak wyściółka jamy nosowej, płuc i jelit, w oparciu o zgłoszone objawy i miejsce wykrycia wirusa - przyznał Ordovas-Montanes. - To pozwoliło nam opracować jak najdokładniejsze modele badawcze.

Już badania prowadzone w Chinach wykazały, że SARS-CoV-2 - podobnie jak blisko spokrewniony SARS-CoV, który spowodował pandemię SARS - wykorzystuje receptor o nazwie ACE2 oraz enzym TMPRSS2 do uzyskania dostępu do komórek ludzkich. Ordovas-Montanes, Shalek oraz ich współpracownicy zadali sobie jednak inne pytanie: Które komórki w tkance oddechowej i jelitowej wytwarza zarówno ACE2, jak i TMPRSS2?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, zespół zajął się sekwencjonowaniem RNA określającym, które z około 20 000 genów spełniają ten warunek. Wyniki potwierdziły, że ok. 10 proc. ludzkich komórek wytwarza zarówno ACE2, jak i TMPRSS2. Podobne dane uzyskano na podstawie badań próbek ssaków naczelnych. To właśnie te 10 proc. komórek jest podatnych na atak SARS-CoV-2.

Chociaż koronawirus atakuje przede wszystkim komórki układu oddechowego, to inne badania potwierdziły, że może siać spustoszenie w całym organizmie człowieka. Jednak amerykański zespół naukowców zadał kolejne pytania - jak działają komórki wrażliwe na atak SARS-CoV-2?

Naukowcy podejrzewają, że w tych ludzkich komórkach mogą znajdować się elementy niezbędne dla przetrwania wirusa. Aby potwierdzić tę hipotezę potrzebne będą kolejne badania. Jednak jeśli uda się znaleźć odpowiedź na pytania badaczy, wiedza ta może przyczynić się w opracowywaniu leku lub szczepionki celującej w te cechy biologiczne wirusa.

Naukowcy zwrócili uwagę na jeszcze inną rzecz, którą udało im się odkryć w przeprowadzanym badaniu. Zauważają że jest to o wiele bardziej intrygujące i niepokojące niż sama wiedza, które komórki atakuje SARS-CoV-2.

Okazało się, że gen ACE2, który koduje receptor wykorzystywany przez SARS-CoV-2 do "wchodzenia" do komórek ludzkich, jest stymulowany przez interferon - jeden z głównych mechanizmów obronnych organizmu. Interferon "uruchamia" ACE2 potencjalnie otwierając wirusowi kolejne ścieżki, przez które może zaatakować komórkę.

- ACE2 ma kluczowe znaczenie w ochronie organizmu w trakcie różnych infekcji płuc. Kiedy jest aktywowany, pojawia się odpowiedź układu odpornościowego - zauważa Ordovas-Montanes. - Jednak SARS-CoV-2 bezpośrednio wykorzystuje ACE2, by atakować komórki. Spekulujemy, że może on wykorzystywać tę odpowiedź ochronną organizmu dla własnych celów.

Nowe odkrycie jest o tyle ważne, że interferony są wykorzystywane w leczeniu COVID-19. Naukowcy zwracają jednak uwagę, że w tym momencie brakuje danych, które odpowiedziałyby wprost, czy taka terapia pomaga czy bardziej szkodzi.

- Może się zdarzyć, że u niektórych pacjentów ze względu na czas lub dawkę interferon może pomóc zwalczać wirusa, podczas gdy u innych może sprzyjać zaostrzaniu się infekcji - tłumaczy Ordovas-Montanes. - Chcemy lepiej zrozumieć, gdzie leży równowaga i jak utrzymać produktywną odpowiedź przeciwwirusową.

Zespół chce zbadać, jaki konkretny wpływ ma koronawirus SARS-CoV-2 na nasze komórki. Badacze chcą zbadać próbki tkanek od dzieci i dorosłych, aby zrozumieć, dlaczego COVID-19 jest zwykle mniej dotkliwy u młodszych osób.

- To był niesamowity wspólny wysiłek - nie tylko w Bostonie, ale także ze współpracownikami z całego świata, którzy udostępnili swoje niepublikowane dane, abyśmy jak najszybciej mogli uzyskać potencjalnie istotne informacje - skomentował Shalek dla Medical Xpress. - Inspirujące jest zobaczyć, jak wiele można osiągnąć, gdy wszyscy spotkają się, aby rozwiązać problem.