Ученые определили, как COVID-19 вызывает смерть клеток дыхательных путей
Исследователи Дженни Тинг, доктор философии, заслуженный профессор генетики имени Уильяма Кенана и профессор микробиологии и иммунологии в Медицинской школе Университета Северной Каролины, и Кайсинь Лян, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Тинга, определили, как вирус COVID-19 вызывает смерть клеток, выстилающих дыхательные пути человека.
Их результаты, опубликованные в журнале Science Immunology, показали, что инфицированные клетки и неинфицированные клетки-свидетели подвергаются разным версиям клеточной смерти. Исследователи также пришли к выводу, что более высокие уровни репликации вируса напрямую влияют на тяжесть заболевания и более высокие уровни клеточной смерти в различных вариантах SARS-CoV-2, вызывающих беспокойство.
Запрограммированная гибель клеток является важной частью развития клеток, иммунной системы и вирусной инфекции. Существует три хорошо изученных формы. Апоптоз — это строго регулируемый процесс, который позволяет клеткам умирать, не причиняя вреда окружающим тканям, тогда как некроптоз вызывает воспаление и повреждение тканей. Пироптоз — это форма гибели клеток, которая вызывает широко распространенное воспаление по мере распада клеток.
«Поскольку мы обнаружили, что некроптоз напрямую вызван инфекцией SARS-CoV-2, тогда как апоптоз и пироптоз являются вторичными по отношению к этому, некроптоз представляет собой идеальную терапевтическую цель, поскольку он является инициатором этого каскада клеточной смерти», — сказала Кэтрин Барнетт, доктор философии, научный сотрудник в лаборатории Тинга и соавтор статьи. «Будет интересно продолжить наши основные исследования более трансляционными исследованиями».
Под микроскопом исследователи обнаружили, что инфицированные клетки в дыхательных путях подвергались некроптозу — форме клеточной смерти, связанной с повреждением тканей. Когда они увеличили масштаб неинфицированных клеток, окружающих инфицированные, исследователи сделали удивительное открытие. Тин и Лян наблюдали, что эти клетки подвергаются апоптозу — «тихой» форме клеточной смерти, за которым следует пироптоз — более агрессивный, воспалительный тип клеточной смерти.
«Трудно отличить события клеточной смерти от клетки к клетке, но я рад, что мы заставили это работать и показали различные виды клеточной смерти в инфицированных и неинфицированных клетках», — сказал Кайсинь Лян, доктор философии, BDS, научный сотрудник в лаборатории Тин и соавтор статьи. «Хотя нам еще предстоит долгий путь, чтобы раскрыть сложность взаимодействия между событиями клеточной смерти, мы сделали один шаг вперед к конечной цели».
Это первый случай, когда случаи смерти были описаны как различающиеся между инфицированными и неинфицированными клетками в эпителии дыхательных путей во время инфекции SARS-CoV-2. Эти результаты показывают, что гибель клеток может напрямую влиять на прогрессирование заболевания у пациентов.
Используя клеточные линии, первичные эпителиальные клетки дыхательных путей человека , мышиные модели и другие модели заболеваний, исследователи сравнили и сопоставили гибель клеток в двух рассматриваемых вариантах, чтобы определить, существует ли связь между гибелью клеток и тяжестью заболевания. Они подтвердили, что мышиные модели, инфицированные дельта-вариантом SARS-CoV-2, показали более высокие показатели вирусной репликации и гибели клеток, чем мышиные модели, инфицированные омикронным вариантом.