В недавней исследовательской работе, загруженной на сайт bioRxiv Preprint*, исследователи исследовали вклад иммунных клеток, содержащихся в носу, в очистку от вирусов во время инфекции тяжелого острого респираторного синдрома, вызванного коронавирусом 2 (SARS‑CoV‑2). Образцы для исследования включали модели мышей C57BL/6, инфицированные диким субштаммом COVID-19 (B.1.351). Их результаты подчеркивают решающую роль CD4+ и CD8+ Т-клеток в устранении вирусной инфекции посредством секреции гранзима B, цитотоксической молекулы. Удивительно, но показано, что Т-клетки играют небольшую роль в защите легких от инфекции, несмотря на их замечательную способность защищать полость носа. Наконец, исследователи использовали на месте методы гибридизации для доступа к результатам депривации CD-клеток у мышей с ослабленным иммунитетом.
Исследование: Т-клетки CD4+ и CD8+ необходимы для предотвращения персистенции SARS-CoV-2 в носовом отсеке. Изображение предоставлено: Чавалит Банпот / Shutterstock
*Важное замечание: bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не прошли рецензирование и, следовательно, не должны рассматриваться как убедительные, служить руководством для клинической практики/поведения, связанного со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.
Зачем нам нужно изучать тонкости вирусных инфекций?
Глобальные медицинские и социально-экономические последствия продолжающейся пандемии коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19) являются беспрецедентными, причинив ущерб в триллионы долларов и унеся почти 7 миллионов человеческих жизней. Вспышка вызвана SARS-CoV-2, чрезвычайно вирулентным дальним родственником обычного гриппа и птичьего гриппа (H1N1). Вирус передается воздушно-капельным путем и поражает дыхательные пути, где он проявляет примечательную особенность: патофизиология заболевания определяется местом распространенной инфекции. Инфекции, ограниченные носовыми ходами, обычно протекают как более легкие инфекции, тогда как инфекции, поражающие легкие, могут быть опасными для жизни.
Хотя изучение патофизиологии взаимосвязанных органов (полости носа и легких) при инсоляции в прошлом представляло сложную задачу, разработка живой мышиные модели и их способность корректировать на уровне генов для предотвращения внешних искажений позволили провести тщательные исследования передачи иммунитета и патологии многих вирусов.
К сожалению, способность предков человека SARS-CoV-2 связываться с мышиным шиповидным белком потребовала разработки штаммов трансгенных мышей, специфичных для COVID-19, таких как трансгенные мыши ACE2 человека (hACE2). Хотя это позволило оценить механизмы, лежащие в основе самой страшной вспышки заболевания нашего времени, роль иммунных клеток, особенно тех, которые находятся в полости носа, в противодействии инфекции Covid-19 остается неизвестной.
Об исследовании
В настоящем исследовании исследователи изучили функциональную роль CD4+ (помощников) и CD8+ (цитотоксических) Т-клеток против проникновения инфекции COVID-19 как в верхние, так и в нижние дыхательные пути. Для экспериментов они использовали трансгенных мышей C57BL/6, которых заражали различными дозами (от 105 до 106 БОЕ) естественно встречающегося подварианта COVID-19 BA.1.351. Эта интраназальная инокуляция позволила исследователям выяснить иммунный ответ и кинетику инфекции, вызванную инфекцией COVID-19.
Для исследования механистических антигенспецифических Т-клеточных ответов, оценки их индивидуального количества и измерения их системно-специфичных различий изолированные иммунные клетки (носовой отсек, носовые клетки и легкие) использовались в тандеме с ex vivo пептидная рестимуляция. Методы истощения антител на основе антител использовались для определения последствий иммуносупрессии при прогрессировании инфекции в верхних и нижних дыхательных системах. Анализ инфекционного вируса TCID50 был проведен для проверки того, соответствует ли какая-либо идентифицированная вирусная ДНК в носовом тракте инокулированному штамму.
Был проведен генетический анализ для оценки скорости вирусных геномных изменений в течение нескольких недель исследования.
Результаты исследования
Эксперименты с вирусными дозами показывают снижение веса мышей, соответствующее увеличению дозировок. При вирусной нагрузке 5 x 106 БОЕ группа больных теряла 20% своего веса и 30% размера выборки. Эксперименты по кинетике вируса показывают, что вирусная инфекционность в дыхательной полости начинается быстро, достигает пика между вторым и четвертым днями и снижается до исходного уровня к 10-му дню. Оценка антигенного ответа выявила доказательства вирусной инфекции в верхних и нижних дыхательных путях участников исследования.
Было показано, что, отражая предыдущие исследования вирусов, не связанные с COVID, SARS-CoV-2 вызывает разные иммунные реакции в каждом исследуемом дыхательном тракте. Удивительно, но активация Т-клеток в легких была минимальной, как наблюдалось по результатам рестимуляции пептидов ex vivo, что указывает на ограниченную роль Т-клеток в инфекциях, связанных с легкими. Напротив, активность Т-клеток в полости носа и дыхательной сети была значительной и в основном включала секрецию гранзима B, метаболита, подавляющего вирус.
Было обнаружено, что клетки CD4+ и CD8+ играют решающую роль во врожденном ответе организма на инфекцию COVID-19. Однако наблюдалось дублирование между вспомогательными и цитотоксическими Т-клетками: инфекция COVID-19 оставалась легкой, если хотя бы одна из колоний CD4+ или CD8+ пережила пиковую продолжительность инфекции.
Эксперименты на мышах с ослабленным иммунитетом показывают, что инфекции COVID-19 требуют Т-хелперов и цитотоксических клеток для очистки от вируса. Было обнаружено, что в отсутствие этих клеток вирусная ДНК в назальном эпителии сохраняется в течение недель или даже месяцев после первоначальной инокуляции. Важно отметить, что продолжительность персистенции вируса была прямо пропорциональна увеличению вирусного разнообразия, что позволяет предположить, что люди с ослабленным иммунитетом могут служить питательной средой для новых субштаммов COVID-19. Однако эта тенденция не безгранична: было обнаружено, что скорость репликации вируса снижается одновременно с увеличением генетического разнообразия.
Выводы
В настоящем исследовании исследователи использовали генетически модифицированных мышей, чтобы изучить влияние инфекций COVID-19 как на верхние, так и на нижние дыхательные пути, а также для выяснения роли Т-клеток в респираторном иммунном ответе. Их результаты подчеркивают, что CD4+ и CD8+ Т-клетки имеют решающее значение в борьбе и противостоянии основной тяжести инфекции COVID-19, хотя эта роль сосредоточена в полости носа, а легкие преимущественно игнорируются.
Присутствия одной из колоний CD4+ или CD8+ было достаточно для предотвращения острой инфекции COVID-19. Если бы обе клеточные популяции отсутствовали, персистенция вируса в носовых ходах резко увеличивалась, что, в свою очередь, приводило к усилению вирусной дифференциации, тем самым усугубляя трудности, с которыми сталкиваются исследователи и фармацевты в поиске лекарства, которое продолжает действовать.
*Важное замечание: bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не прошли рецензирование и, следовательно, не должны рассматриваться как убедительные, служить руководством для клинической практики/поведения, связанного со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.
Ссылка на журнал:
- Предварительный научный отчет.
CD4+ и CD8+ Т-клетки необходимы для предотвращения персистенции SARS-CoV-2 в носовом отсеке. Минакши Кар, Кэтрин Э. Джонсон, Эбигейл Вандерхайден, Элизабет Дж. Элрод, Кэтрин Флойд, Элизабет Герлинг, Э. Тейлор Стоун, Эдуардо Салинас, Стефани Банакис, Вэй Ван, Шрути Сатиш, Свати Шрихари, Мередит Э. Дэвис-Гарднер, Джейкоб Кольмайер , Амелия Пинто, Робин Кляйн, Араш Гракуи, Элоди Гедин, Мехул С. Сутар. биоRxiv 2024.01.23.576505; DOI – 10.1101/2024.01.23.576505,
2024-01-29 03:19:00
1706499059
#Как #иммунная #система #полости #носа #борется #SARSCoV2