Wnioski z badań naukowcy z University of North Carolina School of Medicine (USA) przedstawili w czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences”.
- mówi główna autorka publikacji dr Camille Ehre. - .
Naukowcy wykazali m.in., że IL-13 obniża ekspresję receptora wirusowego ACE2, przyczynia się do zmniejszenia ilość cząsteczek wirusa wewnątrz komórek oraz przenoszenie wirusa z komórki na komórkę.
Podsumowując, odkrycia te wskazują, że IL-13 znacząco wpływa na umiejętność wnikania SARS-CoV-2 do komórek, jego replikację w ich wnętrzu oraz jego dalsze rozprzestrzenianie się, ograniczając w ten sposób zdolność wirusa do znajdowania drogi do głębszych dróg oddechowych.
- - podkreślają autorzy badania.
Jak dodają, standardowy schemat zakażenia u pacjentów z ciężkim COVID-19 wygląda tak, że komórki wypełnione SARS-CoV-2 odrywają się od górnych dróg oddechowych i rozprzestrzeniają głęboko w płucach, powodując groźne zaburzenia ich funkcji. Istnieje wiele czynników zdrowotnych, które zwiększają ryzyko ciężkiego COVID, m.in. poważne choroby płuc, takie jak przewlekła obturacyjna choroba płuc, ale w miarę postępu pandemii epidemiolodzy odkryli, że osoby z astmą alergiczną są - wbrew temu, co by się mogło wydawać - mniej podatne na zagrażający życiu COVID-19. Dlaczego?
Najnowszy eksperyment zespołu dr Ehre wykazał, że największe znaczenia ma tu dobrze znana cytokina zwana interleukiną-13 (IL-13). To ona bezpośrednio chroni komórki przed SARS-CoV-2. - - mówi dr Ehre.
Chociaż cytokiny, takie jak IL-13, nie mogą być stosowane jako terapie, ponieważ wywołują stan zapalny w organizmie, to jednak zrozumienie na jakiej zasadzie działają i jak wygląda naturalny szlak molekularny, które komórki wykorzystują do ochrony przed inwazją patogenów, jest ogromnie ważne, bo potencjalnie może ujawnić nowe cele terapeutyczne.
Naukowcy przeprowadzili więc analizę genetyczną hodowli ludzkich komórek dróg oddechowych zakażonych SARS-CoV-2. Odkryli, że ekspresja ludzkiego białka ACE2 reguluje, które typy komórek mogą zostać zakażone, a także, jaka ilość wirusa znajdują się w tej populacji komórek.
Następnie wykorzystali mikroskopię elektronową do zidentyfikowania intensywnej migracji cząstek wirusa z zakażonych komórek rzęskowych, którymi pokryte są drogi oddechowe, a których zadaniem jest przesuwanie i odprowadzanie zbierającego się tu śluzu.
Otrzymane obrazy ujawniły ciężką cytopatogenezę w obserwowanych komórkach. Oznacza to, że w ich wnętrzu dochodzi do poważnych zmian, przy czym zmiany te kumulują się w komórkach rzęskowych, których normalną funkcją jest transport śluzu po powierzchni dróg oddechowych.
- - wyjaśnia dr Ehre.
Dalsze eksperymenty ujawniły, że głównego białka śluzowego, czyli MUC5AC, w zakażonych komórkach oddechowych jest wyraźnie mniej niż w zdrowych. Prawdopodobnie dzieje się tak, ponieważ, kiedy ładunek wirusa rośnie ponad miarę, komórki, których zadaniem jest wytwarzanie MUC5AC, zostają przeciążone w obliczu szalejącej infekcji wirusowej i nie są w stanie pełnić swojej roli.
Tymczasem już wcześniejsze badania ujawniły, że IL-13 pobudza wydzielanie MUC5AC w płucach w momencie, gdy pacjenci z astmą stykają się z alergenem. Ponieważ istnieje wiele doniesień o tym, że chorzy na astmę alergiczną (a więc osoby znane z nadprodukcji MUC5AC) są mniej podatni na ciężki COVID - Ehre i współpracownicy połączyli te fakty.
Zaczęli w swoich hodowlach imitować warunki astmy. W tym celu traktowali ludzkie komórki dróg oddechowych IL-13. Następnie zmierzyli miano wirusa, mRNA wirusowe, tempo wydalania zakażonych komórek oraz całkowitą liczbę zakażonych komórek. Okazało się, że każdy z badanych parametrów uległ znacznemu zmniejszeniu. Miało to miejsce nawet po usunięciu śluzu z hodowli, co sugeruje, że inne (nie sam śluz) czynniki były zaangażowane w ochronne działanie IL-13 przeciwko SARS-CoV-2.
Analiza sekwencji RNA ujawniła, że IL-13 podwyższa poziom genów kontrolujących syntezę glikoprotein, wzmaga transport jonów i nasila procesy przeciwwirusowe, a wszystkie one są kluczowe w obronie immunologicznej dróg oddechowych. Naukowcy wykazali również, że IL-13 zmniejsza ekspresję receptora wirusowego ACE2, przez co obniża ilość cząstek wirusa wewnątrz komórek oraz ogranicza przenoszenie wirusa z jednej komórki na drugą.
