Ваши шансы подхватить серьезную простуду могут зависеть от того, насколько быстро ваш нос начнет восстанавливаться. Фото: Shutterstock
Содержание
Ранняя реакция организма на вирус влияет на заболеваемость
Когда риновирус, наиболее распространенная причина простуды, попадает в носовые проходы, клетки, выстилающие нос, немедленно начинают совместную борьбу с инфекцией. Эти клетки активируют широкий спектр противовирусных средств защиты, направленных на ограничение распространения вируса. В исследовании, опубликованном 19 января в журнале Cell Press Blue, исследователи показывают, что этот ранний клеточный ответ играет ключевую роль в том, заболевает ли человек и насколько серьезными становятся его симптомы. Полученные данные свидетельствуют о том, что реакция организма на риновирус часто имеет большее значение, чем сам вирус.
«Риновирусы, являющиеся главной причиной простудных заболеваний и основной причиной проблем с дыханием у людей, страдающих астмой и другими хроническими заболеваниями легких, очень важны для здоровья человека», — говорит старший автор исследования Эллен Фоксман из медицинской школы Йельского университета. «Это исследование позволило нам заглянуть в слизистую оболочку носа человека и увидеть, что происходит во время риновирусных инфекций как на клеточном, так и на молекулярном уровнях».
Создание выращенной в лаборатории ткани носа человека
Чтобы внимательно изучить, как клетки носа реагируют на инфекцию, исследовательская группа создала лабораторную модель ткани носа человека. Они выращивали стволовые клетки носа в течение четырех недель, подвергая верхнюю поверхность ткани воздействию воздуха. Эта установка способствовала созреванию клеток в структуру, которая очень напоминает слизистую оболочку носовых ходов и дыхательных путей легких.
Полученная ткань содержала несколько типов клеток, встречающихся в дыхательных путях человека, включая клетки, продуцирующие слизь, и клетки с ресничками. Реснички — это крошечные структуры, похожие на волоски, которые помогают выводить слизь и захваченные частицы из легких.
«Эта модель отражает реакции человеческого организма гораздо точнее, чем обычные клеточные линии, используемые для вирусологических исследований», — говорит Фоксман. «Поскольку риновирус вызывает заболевание у людей, но не у других животных, органотипические модели тканей человека особенно ценны для изучения этого вируса».
Интерфероны и ранняя противовирусная защита
Используя эту модель, исследователи смогли проследить, как тысячи отдельных клеток реагируют друг на друга во время заражения. Они также изучили, что происходит, когда клеточные сенсоры, ответственные за обнаружение риновируса, блокируются. Эти эксперименты выявили мощную защитную систему, координируемую интерферонами — белками, которые препятствуют проникновению вируса и его репликации.
Когда клетки носа обнаруживают риновирус, они выделяют интерфероны, которые активируют противовирусную защиту не только в инфицированных клетках, но и в близлежащих здоровых клетках. Такая скоординированная реакция затрудняет размножение и распространение вируса. Если активность интерферона начинается быстро, инфекцию можно локализовать на ранней стадии. Когда исследователи блокировали эту реакцию, вирус быстро распространился, инфицируя гораздо больше клеток и нанося значительный ущерб. В некоторых случаях инфицированные органоиды не выживали.
«Наши эксперименты показывают, насколько важен и эффективен быстрый интерфероновый ответ в борьбе с риновирусной инфекцией даже при отсутствии каких-либо клеток иммунной системы», — говорит первый автор Бао Ванг из Йельской медицинской школы.
Когда рост вируса вызывает вредные реакции
Исследование также выявило дополнительные реакции, которые возникают при увеличении репликации вируса. В этих условиях риновирус может активировать отдельную сенсорную систему, которая заставляет как инфицированные, так и неинфицированные клетки выделять большое количество слизи и подавать воспалительные сигналы. Эта реакция может способствовать воспалению дыхательных путей и затруднению дыхания в легких.
По мнению исследователей, эти пути могут стать полезными мишенями для лечения, направленного на уменьшение вредных симптомов при одновременной поддержке эффективной противовирусной защиты.
Границы модели и будущие исследования
Команда отмечает, что их органоидная модель включает в себя меньше типов клеток, чем присутствует в организме человека. Во время реальных инфекций дополнительные клетки, в том числе иммунные, привлекаются к месту заражения, чтобы помочь бороться с вирусом. Исследователи говорят, что понимание того, как эти дополнительные типы клеток и факторы окружающей среды в носовых проходах и дыхательных путях влияют на реакцию организма на риновирус, станет важным направлением будущей работы.
«Наше исследование развивает парадигму, согласно которой реакция организма на вирус, а не свойства, присущие самому вирусу, чрезвычайно важны для определения того, вызовет ли вирус заболевание и насколько тяжелым оно будет», — говорит Фоксман. «Нацеливание на защитные механизмы — это захватывающий путь для создания новых терапевтических средств».