Опубликовано : Окт 07, 2020

Каждый случай COVID-19 кажется другим; эти ученые хотят знать, почему

Каждый случай COVID-19 кажется другим; эти ученые хотят знать, почему
Это изображение, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывает SARS-CoV-2 (круглые синие объекты), выходящие из поверхности клеток, культивируемых в лаборатории. Кредит: NIAID

По мере того, как ученые всего мира разрабатывают вакцины и методы лечения COVID-19, спасающие жизнь, многие до сих пор задаются вопросом, почему болезнь оказывается смертельной у одних людей и легкой у других.

Чтобы решить эту загадку, ученым необходимо глубокое понимание того, как многие типы иммунных клеток организма реагируют на SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19.

Новое международное исследование, проведенное учеными из Института иммунологии Ла-Хойи (LJI), Ливерпульского университета и Университета Саутгемптона, впервые представило подробный снимок того, как CD4 + Т-клетки организма реагируют на SARS-CoV. -2 вируса. Их работа предполагает, что на ранних стадиях болезни у пациентов, госпитализированных с тяжелыми случаями COVID-19, вырабатывается новая субпопуляция Т-клеток, которая потенциально может убивать В-клетки и снижать выработку антител.

Исследование, опубликованное 6 октября 2020 г. в Cell, обеспечивает важную основу для дальнейшего подробного анализа и демонстрирует мощь передового метода, называемого секвенированием одноклеточной РНК (РНК -seq).

Увеличение отдельных ячеек

«В этом исследовании используется последовательность одноклеточной РНК для анализа молекул РНК, экспрессируемых CD4 + Т-клетками, которые специфически распознают SARS-CoV-2», — говорит доцент LJI Пандуранган Виджаянанд, доктор медицины, доктор философии, который руководил исследованием с давний сотрудник Кристиан Х. Оттенсмайер, доктор медицины, доктор философии, FRCP, профессор Ливерпульского университета и адъюнкт-профессор LJI. «Это позволяет нам впервые показать полную природу клеток, которые реагируют на этот вирус».

«Это начало», — говорит Оттенсмайер, ученый-медик, который был одним из руководителей исследования. «Нам нужно было иметь ссылку, чтобы оглянуться назад для дальнейших исследований, а эта работа является новой, своевременной, подробной, инновационной и открытой».

Виджаянанд и его коллеги из LJI первыми применили одноклеточную РНК-секвенцию в иммунологии. RNA-seq дает исследователям новое окно в паттерны экспрессии генов, которые могут изменить иммунный ответ каждого человека на вирус. В новом исследовании исследователи сосредоточили свое внимание на CD4 + Т-клетках, которые играют важную роль в борьбе с инфекцией.

«CD4 + Т-клетки играют центральную роль в организации иммунного ответа», — говорит соавтор исследования Бенджамин Мекифф, доктор философии, научный сотрудник LJI. «Они представляют собой гетерогенную популяцию иммунных клеток, выполняющих широкий спектр функций, и мы смогли специально проанализировать их реакцию на SARS-CoV-2».

Виджаянанд и Оттенсмайер планировали использовать последовательность одноклеточной РНК для анализа CD4 + Т-клеток пациентов, госпитализированных по поводу гриппа в этом году. Когда разразилась пандемия, в начале марта исследователи подали заявку на разрешение использовать образцы от пациентов с COVID-19.

«Мы собирали подходящие образцы на самом раннем этапе пандемии», — говорит Виджаянанд.

Исследователи изучили образцы 40 пациентов с COVID-19 в двух группах. В госпитализированную группу вошли 22 пациента (из них девять лечились в отделении интенсивной терапии). В не госпитализированной группе было 18 пациентов с более легкими симптомами COVID-19.

Ученые использовали последовательность одноклеточной РНК для анализа типов CD4 + Т-клеток, которые реагируют на SARS-COV-2 у этих пациентов. Каждый тип Т-лимфоцитов играет определенную роль в борьбе с вирусами: некоторые («вспомогательные» CD4 + Т-клетки) предупреждают организм об инфекции и привлекают другие иммунные клетки, в то время как другие (клетки TFH) сигнализируют В-клеткам о выработке антител. Наконец, некоторые (Treg) выполняют важную работу по подавлению других Т-клеток, не давая иммунной системе повредить собственные ткани организма.

«Существует множество разновидностей Т-клеток, которые реагируют на этот вирус», — говорит Виджаянанд.

Исследователи предупреждают, что исследования на людях являются только коррелятивными и не могут сделать вывод о том, что определенные популяции Т-лимфоцитов влияют на тяжесть заболевания. Они считают, что некоторые выводы заслуживают более внимательного изучения.

Например, ученые обнаружили, что госпитализированные пациенты имеют более высокий уровень «цитотоксических» клеток TFH, что потенциально может усугубить инфекцию. Вместо того, чтобы выполнять свою работу и помогать В-клеткам вырабатывать антитела, цитотоксические клетки TFH, обнаруженные в этом исследовании, были очень похожи на клетки, убивающие В-клетки в предыдущих исследованиях. Затем исследователи изучили концентрацию антител, специфичных для SARS-CoV-2, у пациентов. У людей с дисфункциональными клетками TFH также было меньше антител.

«Клетки TFH у госпитализированных пациентов показали генные сигнатуры, которые предполагают, что они дисфункциональны и не оказывают той помощи B-клеткам, которую мы ожидали», — говорит Мекифф.

Исходные данные для будущих расследований

В целом, исследование дает научному сообществу отправную точку для изучения ответа CD4 + Т-клеток на SARS-CoV-2, а работа устанавливает исходный уровень для сравнения ответов людей с течением времени или с различной степенью тяжести заболевания. Чтобы поддержать эти усилия, исследователи немедленно разместили свои данные в Интернете, всего через два месяца после начала проекта.

«Мы должны были действовать быстро», — говорит соавтор исследования Сиро Рамирес-Суастеги, специалист по биоинформатике из LJI. «Важно, чтобы данные были доступны для всех».

«Определенно есть что исследовать», — добавляет соавтор исследования Висенте Фахардо, технический специалист LJI, который вместе с Рамирес-Суастеги возглавлял биоинформатический анализ.

На самом деле данные и метод исследования могут иметь значение не только для исследования инфекционных заболеваний. Оттенсмайер объясняет, что лучшее понимание того, как организм реагирует на вирусы, также может помочь в будущих исследованиях иммунотерапии рака, которые будут использовать собственную иммунную систему организма для нацеливания и уничтожения раковых клеток.

«В этом исследовании мы положили начало нашему давнему сотрудничеству в решении новой головоломки, связанной со здоровьем человека», — говорит Оттенсмайер. «В дальнейшем мы можем расширить это понимание того, что происходит в крови в ответ на новые вирусы, до понимания того, что происходит в тканях, когда наша иммунная система борется с раком».

Оттенсмайер и Виджаянанд работают над дальнейшим анализом пациентов с COVID-19, а также планируют расширить свое сотрудничество с более широким сообществом Ливерпульского университета ./p>

Spread the love

Добавить комментарий

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