Опубликовано : Сен 29, 2020

Компьютерная модель показывает, как COVID-19 может вызвать неконтролируемое воспаление

SARS-CoV-2, COVID-19
Раскрашенная электронная сканирующая микрофотография умирающей клетки (синий), сильно инфицированной SARS-CoV-2 (желтый), вирусом, вызывающим COVID-19. Предоставлено: Комплексный исследовательский центр НИАИД, Форт-Детрик, штат Мэриленд.

Исследование, проведенное Медицинской школой Университета Питтсбурга и Сидарс-Синай, раскрывает загадку, впервые возникшую в марте: почему у некоторых людей с COVID-19 развивается сильное воспаление? Исследование показывает, как молекулярная структура и последовательность белка-шипа SARS-CoV-2 — части вируса, вызывающего COVID-19 — могут быть причиной воспалительного синдрома, возникающего у инфицированных пациентов.

В исследовании, опубликованном на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences, используется вычислительное моделирование для обнуления части белка шипа SARS-CoV-2, который может действовать как » суперантиген, «заставляя иммунную систему работать с избытком, как при синдроме токсического шока — редком, опасном для жизни осложнении бактериальных инфекций.

Симптомы недавно выявленного состояния у педиатрических пациентов с COVID-19, известного как мультисистемный воспалительный синдром у детей (MIS-C), включают стойкую лихорадку и сильное воспаление, которое может повлиять на множество систем организма. Хотя синдром встречается редко, он может быть серьезным или даже смертельным.

Первые сообщения об этом заболевании, поступившие из Европы, привлекли внимание соавтора исследования Моше Ардити, доктора медицины, директора отделения детских инфекционных заболеваний и иммунологии в Cedars-Sinai и эксперта по другому детскому воспалительному заболеванию — Кавасаки. болезнь.

Ардити связался со своим давним соавтором, Ивет Бахар, доктором философии, выдающимся профессором и заведующим кафедрой вычислительной и системной биологии Школы медицины Питта им. Джона К. Фриза, и они начали поиск особенностей SARS-CoV. -2 вируса, который может быть ответственным за MIS-C.

Бахар и ее команда создали компьютерную модель взаимодействия между вирусным спайк-белком SARS-CoV-2 и рецепторами Т-клеток человека, пеших солдат иммунной системы. В нормальных условиях Т-клетки помогают организму бороться с инфекцией, но когда эти клетки активируются в аномально больших количествах, как в случае с суперантигенами, они производят огромное количество воспалительных цитокинов — небольших белков, участвующих в передаче сигналов иммунной системы, — что известно как «цитокиновый шторм».

Используя эту компьютерную модель, команда смогла увидеть, что определенный участок белка-шипа с суперантигенными свойствами взаимодействует с Т-клетками. Затем они сравнили эту область с бактериальным белком, вызывающим синдром токсического шока, и обнаружили поразительное сходство как в последовательности, так и в структуре. Важно отметить, что предлагаемый суперантиген SARS-CoV-2 продемонстрировал высокое сродство к связыванию рецепторов Т-клеток — первый шаг на пути к безудержному иммунному ответу.

«Все происходило одно за другим, каждый раз становясь огромным сюрпризом. В конечном итоге кусочки головоломки очень хорошо сочетались», — сказал Бахар, соавтор исследования.

Обнаружив сходство на уровне белка между SARS-CoV-2 и бактериальной структурой, вызывающей синдром токсического шока, исследователи заявили, что, возможно, открыли новые возможности для лечения не только пациентов с MIS-C, но и взрослых с COVID- 19 инфекция переживает цитокиновый шторм.

Исследователи также сотрудничали с учеными, изучающими взрослых пациентов с COVID-19 в Германии, и обнаружили, что у тех, у кого были тяжелые симптомы, был Т-клеточный ответ, аналогичный тому, который наблюдается у людей, подвергшихся воздействию суперантигенов, и сильно отличался от Т-клеточного ответа у пациентов. у которых были только легкие симптомы.

«Наше исследование, наконец, начинает раскрывать возможные механизмы и повышает вероятность того, что варианты лечения синдрома токсического шока, такие как внутривенный иммуноглобулин и стероиды, могут быть эффективными для лечения и лечения MIS-C у детей и гипервоспаления у взрослых коронавируса. пациентов «, — сказал Ардити, профессор педиатрии и биомедицинских наук в Cedars-Sinai.

В настоящее время лаборатории Ардити и Бахара используют идеи, выработанные в этом исследовании, для поиска и тестирования антител, специфичных к суперантигену SARS-CoV-2, с целью разработки методов лечения, специально направленных на борьбу с MIS-C и цитокиновым штормом при COVID- 19 пациентов./П>

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *