Опубликовано : Окт 08, 2020

Блокирование пути иммунной системы может остановить инфекцию COVID-19, предотвратить серьезное повреждение органов

Блокирование пути иммунной системы может остановить заражение COVID-19, предотвратить серьезное повреждение органов
Раскрашенная электронная сканирующая микрофотография клетки (пурпурный), сильно инфицированной частицами вируса SARS-CoV-2 (желтый). Недавнее исследование Johns Hopkins Medicine показывает, что блокирование определенного белка в биологическом пути может предотвратить заражение SARS-CoV-2 и не дать вирусу направить иммунную систему в неправильное русло на здоровые клетки и органы. Фото: Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний, Национальные институты здравоохранения.

В то время как мир с нетерпением ждет безопасной и эффективной вакцины для предотвращения инфекций, вызванных тяжелым острым респираторным синдромом, коронавирусом 2 (SARS-CoV-2), вирусом, стоящим за пандемией COVID-19, исследователи также стремятся лучше понять, как SARS -CoV-2 атакует тело в поисках других средств остановки его разрушительного воздействия. Ключ к одной возможности — блокирование белка, который позволяет вирусу направить иммунную систему против здоровых клеток — был определен в недавнем исследовании, проведенном группой исследователей Johns Hopkins Medicine.

Основываясь на своих выводах, исследователи полагают, что ингибирование белка, известного как фактор D, также сокращает потенциально смертельные воспалительные реакции, которые у многих пациентов возникают на вирус.

Еще более захватывающим открытием стало то, что, возможно, уже существуют лекарства, которые уже разрабатываются и проходят испытания для лечения других заболеваний, которые могут обеспечить необходимую блокировку.

Исследование опубликовано в номере журнала Blood от 2 сентября 2020 г.

Ученые уже знают, что белки-шипы на поверхности вируса SARS-CoV-2, из-за которых возбудитель выглядит как колючий шар средневековой булавы, являются средством, с помощью которого он прикрепляется к клеткам, пораженным инфекцией. Для этого шипы сначала захватывают гепарансульфат, большую сложную молекулу сахара, обнаруженную на поверхности клеток легких, кровеносных сосудов и гладких мышц, составляющих большинство органов. Благодаря своему первоначальному связыванию с гепарансульфатом, SARS-CoV-2 затем использует другой компонент клеточной поверхности, белок, известный как ангиотензин-превращающий фермент 2 (ACE2), в качестве входа в атакованную клетку.

Команда Johns Hopkins Medicine обнаружила, что когда SARS-CoV-2 связывает гепарансульфат, он не дает фактору H использовать молекулу сахара для связывания с клетками. Нормальная функция фактора H — регулировать химические сигналы, вызывающие воспаление, и предохранять иммунную систему от повреждения здоровых клеток. Без этой защиты клетки легких, сердца, почек и других органов могут быть разрушены защитным механизмом, который призван их защищать.

«Предыдущие исследования показали, что наряду с связыванием гепарансульфата SARS-CoV-2 активирует каскадную серию биологических реакций — то, что мы называем альтернативным путем комплемента, или APC, — которые могут привести к воспалению и разрушению клеток, если неправильно направляется иммунной системой на здоровые органы «, — говорит старший автор исследования Роберт Бродски, доктор медицинских наук, директор отделения гематологии Медицинской школы Университета Джона Хопкинса. «Целью нашего исследования было выяснить, как вирус активирует этот путь, и найти способ подавить его до того, как произойдет повреждение».

APC — это один из трех процессов цепной реакции, включающих расщепление и объединение более 20 различных белков, известных как белки комплемента, которые обычно активируются, когда бактерии или вирусы вторгаются в организм. Конечный продукт этого каскада комплемента, структура, называемая комплексом мембранной атаки (MAC), формируется на поверхности захватчика и вызывает его разрушение, либо создавая дыры в бактериальных мембранах, либо разрушая внешнюю оболочку вируса. Однако МАК также могут возникать на мембранах здоровых клеток. К счастью, у людей есть ряд белков комплемента, включая фактор H, которые регулируют APC, контролируют его и, следовательно, защищают нормальные клетки от повреждения MAC.

В серии экспериментов Бродский и его коллеги использовали нормальную сыворотку крови человека и три субъединицы шипового белка SARS-CoV-2, чтобы точно определить, как вирус активирует APC, захватывает иммунную систему и подвергает опасности нормальные клетки. Они обнаружили, что две из субъединиц, названные S1 и S2, являются компонентами, которые связывают вирус с гепарансульфатом — запускают каскад APC и блокируют соединение фактора H с сахаром — и, в свою очередь, блокируют регуляцию комплемента, за счет чего этот фактор H сдерживает неправильный иммунный ответ.

В свою очередь, исследователи говорят, что результирующая реакция иммунной системы на химические вещества, выделяемые в результате лизиса убитых клеток, может быть причиной повреждения органов и сбоев, наблюдаемых в тяжелых случаях COVID-19.

В частности, по словам Бродского, исследовательская группа обнаружила, что, блокируя другой белок комплемента, известный как фактор D, который действует непосредственно выше по пути от фактора H, они смогли остановить деструктивную цепочку событий, вызванных SARS-CoV. -2.

«Когда мы добавили небольшую молекулу, которая подавляет функцию фактора D, APC не активировался белками-шипами вируса», — говорит Бродский. «Мы считаем, что, когда белки SARS-CoV-2 связываются с гепарансульфатом, это вызывает увеличение опосредованного комплементом уничтожения нормальных клеток, потому что фактор H, ключевой регулятор APC, не может выполнять свою работу».

Чтобы лучше понять, что происходит, Бродский советует думать о БТР как о машине в движении.

«Если тормоза отключены, педаль газа может быть безо всяких ограничений, что очень вероятно приведет к аварии и разрушению», — поясняет он. «Белки вирусных шипов отключают биологические тормоза, фактор H, позволяя педали газа, фактор D, ускорять работу иммунной системы и вызывать разрушение клеток, тканей и органов. Подавляя фактор D, можно повторно задействовать тормоза и сбросить иммунную систему. . «

Бродский добавляет, что гибель клеток и повреждение органов из-за неверно направленного APC, связанного с подавлением фактора H, уже известны при нескольких связанных с комплементом заболеваниях человека, включая возрастную дегенерацию желтого пятна, ведущую причину потери зрения у людей в возрасте 50 лет. и старше; и атипичный гемолитико-уремический синдром (аГУС) — редкое заболевание, при котором сгустки крови блокируют кровоток к почкам.

Бродский и его коллеги надеются, что их работа подтолкнет к дальнейшим исследованиям потенциального использования против COVID-19 препаратов, ингибирующих комплемент, которые уже разрабатываются для лечения других заболеваний.

«Некоторые из этих препаратов будут одобрены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов и войдут в клиническую практику в течение следующих двух лет», — говорит Бродский. «Возможно, один или несколько из них можно было бы объединить с вакцинами, чтобы помочь контролировать распространение COVID-19 и избежать будущих вирусных пандемий»./P>

Spread the love

Добавить комментарий

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