Исследователи обнаружили ранее неизвестное звено системы иммунной защиты, которое защищает легкие от смертельных вирусных инфекций.
Респираторные заболевания, вызываемые вирусами, такими как грипп A и SARS-CoV-2, наносят ущерб не только своими собственными действиями, но и побочным ущербом, поскольку иммунная система реагирует на борьбу с инфекцией.
Своевременный и пропорциональный ответ выявляет вирусы, выделяя их в крошечные пузырьки, называемые фагосомами, которые затем подвергаются разрушению. Этот процесс также запускает выработку цитокинов, чтобы предупредить иммунную систему.
Цитокиновые ответы представляют собой тонкое уравновешивающее действие, которое иногда может перейти в чрезмерное состояние, известное как цитокиновый шторм. Это имеет серьезные последствия для вирусных инфекций легких, поскольку приводит к воспалению, скоплению жидкости в легких и, в конечном итоге, к смерти.
Принимая во внимание влияние респираторных заболеваний, на которое резко повлияла пандемия COVID-19, существует явная необходимость полностью понять сложности этого иммунного ответа, чтобы разработать более эффективные методы лечения или цели для лекарств, которые могут защитить от инфекций.
Для решения этой проблемы команды из Института Квадрам и университетов Ливерпуля, Восточной Англии (UEA) и Бристоля работали вместе над изучением иммунного ответа на инфекцию вируса гриппа А в легких мышей. Модели на животных позволяют понять, как работает иммунная система, и, как и в случае с SARS-CoV-2, животные могут быть значительным резервуаром вирусов, которые в случае передачи человеку могут вызвать пандемии.
Финансируемые Исследовательским советом биотехнологии и биологических наук, они сосредоточились на недавно охарактеризованной форме неканонической аутофагии, называемой LC3-ассоциированным фагоцитозом (LAP), которая распознает патогены, когда они входят в клетки.
Профессор Том Уайлман из Quadram Institute работал с доктором. Пенни Пауэлл и профессор Ульрике Майер из UEA разработают мышь с дефицитом LAP для изучения вирусной инфекции. Уникальная особенность этого исследования заключается в том, что мыши были спроектированы так, чтобы сохранять нормальный механизм аутофагии и нацеливать LAP в иммунных клетках, поэтому они являются лучшим доступным вариантом для понимания точной роли этой недавно открытой иммунной защиты.
Профессор Джеймс Стюарт из Ливерпульского университета охарактеризовал функцию LAP, инфицировав трансгенных мышей вирусом гриппа и изучив реакцию на инфекцию.
Было обнаружено, что мыши гораздо более восприимчивы к вирусу, вызывая цитокиновый шторм, ведущий к пневмонии. Исследователи показали, что LAP предотвращает смертельный цитокиновый шторм, подавляя воспаление легких.
Так откуда взялась эта защита? Доктор. Йохей Ямаути и его коллеги из Бристольского университета дали ответ, изучив клетки, выстилающие поверхность легкого. Не было никакой разницы в том, как вирус изначально связывается с этими клетками, но они увидели, что неканоническая аутофагия / LAP замедлила проникновение вируса в клетку. Это может работать, предотвращая слияние вируса с эндосомами, которые являются способом клетки импортировать материалы извне.
Неканоническая аутофагия / LAP, вероятно, будет важна в качестве первой защиты от инфекции при отсутствии иммунитета от предыдущих инфекций, особенно в конкретном случае гриппа и SARS-CoV-2.
"Возможность описать эту новую часть системы иммунной защиты от респираторных инфекций очень захватывающе, особенно учитывая нынешнюю пандемию," прокомментировал профессор Том Уайлман из Университета Восточной Англии и Института Квадрам.
"Нам необходимо оценить, обеспечивает ли та же система аналогичную защиту у людей, но это указывает на возможность разработки новых лекарств, которые манипулируют этой неканонической аутофагией, чтобы повысить резистентность на поверхности легких, где это больше всего необходимо."