Почему SARS-CoV-2 лучше реплицируется в верхних дыхательных путях

Группа исследователей из Института инфекционных заболеваний (IFIK) при Бернском университете и Федерального института вирусологии и иммунологии (IVI) оценила рост вируса и активацию клеточных защитных механизмов в дыхательных путях. Они показали, что естественные перепады температур, существующие в верхних и нижних дыхательных путях, оказывают сильное влияние на репликацию SARS-CoV-2 и последующую активацию врожденного иммунитета в клетках человека. Полученные данные могут помочь в разработке противовирусных препаратов и профилактических мер.


«SARS-CoV-2 и SARS-CoV очень похожи генетически, генерируют гомологичный репертуар вирусных белков и используют один и тот же рецептор для заражения человеческих клеток. Однако, несмотря на это сходство, между двумя вирусами есть важные различия», говорит Рональд Дейкман из Института инфекционных заболеваний (IFIK) при Бернском университете. Например, инфекция SARS-CoV характеризуется тяжелым заболеванием и воспалением в нижних дыхательных путях, и инфицированные люди становятся заразными только после появления симптомов, что упрощает выявление и прерывание цепочек заражения.

Напротив, SARS-CoV-2 преимущественно реплицируется в верхних дыхательных путях (носовая полость, глотка, ) и может эффективно передаваться от одного человека к другому до появления симптомов заболевания. Более того, исход SARS-CoV-2 широко варьируется от человека к человеку и может проявляться как бессимптомное, легкое или тяжелое заболевание. Пожилые люди, а также люди с определенными сопутствующими заболеваниями (сердечные заболевания, диабет, рак) подвергаются большему риску развития тяжелого заболевания, которое часто связано с инфекцией нижних дыхательных путей, высоким уровнем воспаления и легочной недостаточностью.

— ключ к успеху

Чтобы лучше понять, почему инфекции SARS-CoV и SARS-CoV-2 приводят к таким разным клиническим результатам, исследователи из Бернского университета использовали специализированные культуры клеток дыхательных путей человека для исследования влияния температуры дыхательных путей на SARS-CoV и SARS-CoV. -2 репликации. Клетки происходят из человеческих образцов и имитируют сложность клеток дыхательных путей. Они растут в специальных контейнерах, питаются с нижней стороны и подвергаются воздействию воздуха с верхней стороны, как и клетки трахеи человека. Эти культуры также выделяют слизь и имеют очень быстро бьющиеся реснички. «Поскольку организация этих клеток очень напоминает клетки, обнаруженные в тканях человека, они представляют собой соответствующую систему, которую можно использовать в лаборатории для изучения респираторных вирусов», — объясняет Дейкман.

Исследователи впервые использовали эту существующую для изучения влияния температуры дыхания на репликацию SARS-CoV и SARS-CoV-2. Они обнаружили, что температура играет важную роль, поскольку SARS-CoV-2 предпочитал воспроизводиться при температурах, обычно обнаруживаемых в верхних дыхательных путях (33 ° C). Более низкие температуры инкубации позволили вирусу размножаться быстрее и в большей степени, чем когда инфекции проводились при 37 ° C, чтобы имитировать нижнюю среду легких. В отличие от SARS-CoV-2, на репликацию SARS-CoV не влияли разные температуры инкубации. Эксперименты проводились как в лаборатории строгого режима IVI в Миттельхойзерне, так и в лаборатории биобезопасности Института инфекционных заболеваний (IFIK) Бернского университета в здании sitem-insel, Швейцарского института трансляционной медицины и предпринимательства. .

Температура также влияет на реакцию эпителия.

Команда также проанализировала, какие включаются и выключаются после заражения SARS-CoV и SARS-CoV-2, чтобы понять, как клетки дыхательных путей человека реагируют на инфекцию и какие программы врожденного иммунитета активируются. Врожденная является «первой линией защиты» нашего организма от вторжения патогенов и имеет решающее значение не только для сдерживания захватчика, но и для того, чтобы научить другие ветви иммунной системы, как правильно реагировать.

Имитируя условия, обнаруженные в верхних дыхательных путях (33 ° C), команда обнаружила, что инфекция SARS-CoV-2 не стимулировала врожденный в этих клетках так сильно, как когда они имитировали условия, обнаруженные в нижних дыхательных путях. тракт (37 ° C). «Поскольку сила врожденного иммунного ответа может напрямую влиять на степень репликации вируса, это может помочь объяснить, почему SARS-CoV-2 реплицировался более эффективно при более низких температурах», — говорит Дейкман. Хотя формирование сильного врожденного иммунного ответа против вируса, как правило, полезно, отметить, что в некоторых случаях врожденный иммунный ответ может стать чрезмерно активным. Это, в свою очередь, может быть вредным для инфицированного человека, поскольку высокий уровень воспаления также может вызывать повреждение тканей и ускорять прогрессирование заболевания — явление, которое часто наблюдается у пациентов, страдающих тяжелой формой COVID19.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments