Ученые установили, почему некоторые люди не заболевают COVID-19

Первая встреча организма с SARS-CoV-2 - вирусом, отвечающим за заболевание под ставшим широко известным названием COVID-19, происходит в носу и горле. Первые реакции на этих «полях битвы» помогают определить, у кого разовьется тяжелая степень заболевания, у кого — в легкой форме или вообще пройдет бессимптомно. Новое исследование американских ученых из Массачусетского технологического института и Медицинского центра Университета Миссисипи опубликовано в журнале Cell.

Основываясь на опубликованной в прошлом году работе по выявлению чувствительных к SARS-CoV-2 клеток, команда сотрудников Бостонской детской больницы при Университете всесторонне анализировали инфекцию SARS-CoV-2 в носоглотке. Они получили образцы из носовых мазков 35 взрослых с COVID-19 в период с апреля по сентябрь 2020 года с разной степенью заболеваемости: от легких симптомов и заканчивая тяжелобольными. Они также получили мазки от 17 контрольных пациентов и шести пациентов, которые были интубированы, т. е. находились на искусственной вентиляции легких, но не болели COVID-19.

«Почему некоторые люди болеют больше, чем другие, с самого начала было одним из самых загадочных аспектов этого вируса», - задался вопросом Хосе Ордовас-Монтаньес, доктор философии Бостонского детского университета и соавтор исследования. «Многие исследования, направленные на поиск предикторов риска, искали причины в крови, но кровь может быть не совсем подходящим местом для поиска».

Первое «поле битвы» коронавируса: носоглотка

Чтобы получить детальную картину того, что происходит в носоглотке, исследователи секвенировали РНК в каждой клетке, по одной клетке за раз. Данные по РНК позволили команде точно определить, какие клетки присутствовали, какие содержали РНК, происходящую от вируса — признак инфекции — и какие гены клетки включались и выключались в ответ.
Вскоре стало ясно, что эпителиальные клетки, выстилающие нос и горло, претерпевают серьезные изменения в присутствии SARS-CoV-2. Клетки в целом разнообразились по типу. Наблюдалось увеличение секреторных и бокаловидных клеток, продуцирующих слизь. В то же время наблюдалась поразительная потеря зрелых реснитчатых клеток, которые охватывают дыхательные пути, вместе с увеличением незрелых реснитчатых клеток, которые, возможно, пытались компенсировать.

Команда обнаружила РНК SARS-CoV-2 в широком спектре типов клеток, включая незрелые реснитчатые клетки и специфические подтипы секреторных клеток, бокаловидных клеток и плоскоклеточных клеток. В инфицированных клетках, по сравнению с неинфицированными «посторонними» клетками, было включено больше генов, участвующих в продуктивной реакции на инфекцию.

Неудачный ранний иммунный ответ

Ключевой вывод был сделан, когда команда сравнила мазки из носоглотки людей с различной степенью тяжести заболевания COVID-19:

1. У людей с легким или умеренным COVID-19 эпителиальные клетки демонстрировали повышенную активацию генов, участвующих в противовирусных реакциях, особенно генов, стимулируемых интерфероном I типа, очень ранним сигналом тревоги, который объединяет более широкую иммунную систему.
2. У людей, у которых развился тяжелый COVID-19 и потребовалась искусственная вентиляция легких, противовирусные реакции были заметно притуплены. В частности, их эпителиальные клетки имели приглушенный ответ на интерферон, несмотря на наличие большого количества вируса. В то же время в их мазках было увеличено количество макрофагов и других иммунных клеток, которые усиливают воспалительные реакции.

«Каждый человек с тяжелым COVID-19 имел притупленный интерфероновый ответ на ранней стадии в своих эпителиальных клетках и никогда не был в состоянии усилить защиту», — пояснил Ордовас-Монтаньес. «Наличие нужного количества интерферона в нужное время может быть сутью борьбы с SARS-CoV-2 и другими вирусами».

Усиление реакции в носоглотке на интерферон?

В качестве следующего шага ученые планируют исследовать, что вызывает приглушенный интерфероновый ответ в носоглотке, что, по имеющимся данным, может также произойти с новыми вариантами SARS-CoV-2. Они также изучат возможность усиления интерферонового ответа у людей с ранними инфекциями COVID-19, возможно, с помощью назального спрея или капель.

«Вполне вероятно, что, независимо от причины, люди с приглушенным ответом на интерферон будут восприимчивы к будущим инфекциям, выходящим за рамки COVID-19», — заявил Ордовас-Монтаньес. «Вопрос в том, как сделать эти клетки более отзывчивыми?»