Интерфероны - это мощные природные противовирусные препараты, которые заставляют другие части иммунной системы защищаться от вирусов. Некоторые клинические испытания тестировали интерфероны в качестве средства лечения COVID-19, но результаты были неоднозначными, и науке неясно, полезны ли интерфероны или вредны. Новое исследование Cell, возглавляемое доктором философии Иваном Занони. в Бостонской детской больнице, дает более полную картину роли интерферонов в легкой и тяжелой формах COVID-19, предоставляя информацию для будущих исследований и, возможно, лечения.
«Мы думаем, что то, что мы обнаружили, может изменить представление об интерферонах при COVID-19 и может быть полезно для разработки более определенных терапевтических вмешательств», - говорит Занони, иммунолог из Boston Children's и соавтор статьи.
Общенаучная точка зрения заключалась в том, что тяжелая форма COVID-19 возникает в результате отсроченного ослабленного интерферонового ответа на SARS-CoV-2. Основываясь на исследовании, опубликованном в прошлом году , Занони и его коллеги показывают более сложную картину: интерфероны играют разные, даже противоположные роли в верхних и нижних дыхательных путях , и что разные типы интерферонов имеют разные эффекты.
«Мы показываем, как выработка определенных интерферонов определяет тяжесть COVID-19», - говорит Занони. «Серьезность заболевания также зависит от того, когда и где они производятся».
Занони вместе со старшим автором Никасио Манчини, доктором медицины, больницы Сан-Рафаэле (Милан, Италия) и первыми авторами Бенедеттой Спозито и Акилле Броджи, доктором философии, в лаборатории Занони проанализировали образцы мазков из носоглотки 170 пациентов в Италии с мягкий COVID-19 и 31 контрольная группа, у которых тест на вирус отрицательный. Они также изучили образцы бронхоальвеолярного лаважа из легких 56 пациентов с тяжелым заболеванием COVID-19, 9 пациентов с тяжелым заболеванием легких от других инфекций, таких как грипп, и 56 пациентов с тяжелым заболеванием легких неинфекционного происхождения.
Используя секвенирование РНК и анализ белков, команда смогла определить конкретные типы интерферона, вырабатываемые в разных частях дыхательных путей, и какие гены включаются в ответ.
В верхних дыхательных путях (нос, горло, рот) они обнаружили:
Интерферон вырабатывается только тогда, когда вирусная нагрузка или количество присутствующего вируса превышает определенный порог. Но сама по себе высокая вирусная нагрузка не коррелировала с тяжестью заболевания.
Люди с легкой формой COVID-19 вырабатывают больше интерферонов в ответ на высокие вирусные нагрузки, чем люди с тяжелым заболеванием, а молодые люди производят больше интерферонов, чем люди в возрасте 70 лет и старше. «Корреляция между вирусной нагрузкой и выработкой интерферона в верхних дыхательных путях исчезает у пожилых людей и, вероятно, помогает объяснить, почему пожилые люди болеют», - говорит Занони.
Люди с легкой и тяжелой формой COVID-19 продуцируют разные типы интерферона в верхних дыхательных путях. Люди с легкой формой COVID-19 продуцировали высокие уровни двух видов интерферонов 3-го типа - лямбда 1 и лямбда 3, которые обладают защитным эффектом. «Если у вас лямбда 1 и 3, вы активируете около 50 генов, ограничивающих SARS-CoV-2», - говорит Занони.
Напротив, пациенты с более тяжелым COVID-19 вырабатывают преимущественно интерфероны 1 типа и интерферон лямбда 2 типа 3, которые, по-видимому, не обладают защитным действием. «У этих пациентов не было стимуляции генов, защищающих от вируса», - отмечает Занони.
В соответствии с результатами, опубликованными ранее в этом году в Boston Children's , защитные интерфероны вырабатываются эпителиальными клетками носоглотки.
В нижних дыхательных путях (бронхи и легкие), взятых у людей с тяжелой формой COVID-19, исследователи обнаружили высокие уровни интерферонов по сравнению с пациентами с другими формами тяжелого заболевания легких. Но в основном это были интерфероны 1 типа и лямбда 2 типа 3, которые, опять же, не являются защитными.
«Не было сигнатуры противовирусных генов, - говорит Занони, - а вместо нее была сигнатура, связанная с гибелью клеток (апоптозом) и снижением пролиферации клеток. Мы считаем, что эти интерфероны являются частью пагубной провоспалительной реакции, наблюдаемой при тяжелой форме COVID-19. "
В исследовании также изучались интерфероны в крови пациентов, но не было обнаружено корреляции с характером продукции интерферона в легких.
В целом, исследование поддерживает точку зрения, что ранний защитный ответ интерферона в верхних дыхательных путях связан с легкой формой COVID-19. Без такого ответа SARS-CoV-2 может распространиться в легкие, где другой вредный ответ интерферона способствует серьезному воспалению и повреждению тканей, типичных для тяжелого COVID-19.
«Наши результаты согласовывают большую часть литературы по интерферонам и дополнительно подчеркивают ключевую роль интерферона 3 по сравнению с интерфероном 1 во время опасных для жизни вирусных инфекций», - пишут исследователи.
