Когда пандемия COVID-19 только началась, люди с хроническими заболеваниями легких, такими как астма, были обеспокоены тем, что болезнь будет для них особенно тяжелой. Однако, как оказалось, люди с некоторыми видами астмы чувствуют себя лучше, чем ожидалось — и мы, наконец, можем понять, почему.
Популяционные исследования в Австралии, Великобритании, Европе и США пока не обнаружили никаких доказательств того, что астма вызывает тяжелые симптомы COVID-19.
На самом деле, все как раз наоборот. Как правило, люди с аллергической астмой реже заболевают после заражения SARS-CoV-2; в отличие от людей с другими заболеваниями легких, такими как эмфизема, которые чаще страдают от тяжелых симптомов.
Что же отличает пациентов с астмой? Исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле считают, что они наконец-то выяснили это.
Для исследования группа использовала клеточные культуры из дыхательных путей человека. Чтобы имитировать дыхательные пути астматиков, они обработали некоторые образцы небольшим белком, который, как известно, чаще встречается при астме и называется интерлейкин-13 (IL-13). Его присутствие вызывает у астматиков усиление выработки слизи сверх здорового уровня.Затем они заразили клеточные культуры вирусом SARS-CoV-2. В клетках, обработанных ИЛ-13, коронавирус с трудом проникал в клетку для репликации и распространения своих копий. В то же время в необработанных клетках инфекций было гораздо больше.
«Мы знали, что должна существовать биомеханистическая причина, по которой люди с аллергической астмой кажутся более защищенными от тяжелых заболеваний», — говорит биохимик Камилла Эре из UNC.
«Наша исследовательская группа обнаружила ряд значительных клеточных изменений, особенно под воздействием IL-13, что привело нас к выводу, что IL-13 играет уникальную роль в защите от инфекции SARS-CoV-2 в определенных группах пациентов».
Наблюдая за взаимодействием респираторных клеток и вируса под электронным микроскопом, Эре и ее коллеги заметили, что лечение IL-13 значительно уменьшило количество инфицированных клеток, одновременно увеличив количество слизи, вырабатываемой этими клетками.
Однако даже когда слизь была удалена, клетки все еще демонстрировали определенную степень защиты от вторгшегося коронавируса.
РНК-секвенирование подтвердило, что присутствие IL-13 в клеточной культуре повышает уровень генов, связанных с противовирусными свойствами, и снижает экспрессию клеточных рецепторов, к которым, как известно, прикрепляются коронавирусы, например, ACE2.
В необработанных респираторных клетках эти рецепторы позволяют коронавирусу относительно легко вторгаться в организм. Если клетка действительно инфицирована, исследователи заметили, что она с большей вероятностью отрывается от поверхности дыхательных путей, что позволяет ей опуститься глубже в легкие, тем самым распространяя инфекцию.
«В заключение следует отметить, что интенсивное размножение вирусов и клеток, вызванное инфекцией SARS-CoV-2, было ослаблено IL-13, который влиял на проникновение, репликацию и распространение вируса», — заключают авторы.
К сожалению, IL-13 не может быть использован в качестве лечения сам по себе. Он является частью иммунного ответа, что означает, что он может вызвать воспаление в дыхательных путях пациента.
Но понимание тонкостей происходящего в легких все же крайне важно. Сравнивая клетки, имитирующие дыхательные пути астматиков, со здоровыми клетками дыхательных путей, ученые выявили некоторые глубинные механизмы, лежащие в основе тяжелых случаев COVID-19.
В будущем терапевтические препараты могли бы помочь воздействовать на определенные участки, которые, по-видимому, более вовлечены в тяжелые симптомы.
«Мы считаем, что это исследование еще раз показывает, насколько важно лечить инфекцию SARS-CoV-2 как можно раньше», — говорит Эре.
«И оно показывает, насколько важны конкретные механизмы с участием ACE2 и IL-13, поскольку мы изо всех сил стараемся защитить пациентов от развития тяжелых инфекций».
