Иммунные клетки выделяют белки, называемые цитокинами, которые предупреждают остальную часть иммунной системы о наличии вируса. www.scientificanimations.com, CC BY-SA

Убийца - это не вирус, а иммунный ответ.

Нынешняя пандемия является уникальной не только потому, что она вызвана новым вирусом, который подвергает всех риску, но также потому, что диапазон врожденных иммунных реакций разнообразен и непредсказуем. В некоторых это достаточно сильно, чтобы убить. В других это относительно мягкий.

Мои исследования касаются врожденного иммунитета. Врожденный иммунитет - это врожденная защита человека от патогенов, которые инструктируют адаптивную иммунную систему организма вырабатывать антитела против вирусов. Эти ответы антител могут быть позже использованы для разработки подходов к вакцинации. Работая в лаборатории of Нобелевский лауреат Брюс БойтлерЯ в соавторстве бумага это объяснило, как клетки, составляющие врожденную иммунную систему организма, распознают патогены, и как чрезмерная реакция на них в целом может быть вредна для хозяина. Это особенно верно для пациентов с COVID-19, которые чрезмерно реагируют на вирус.

Клеточная смерть - шахматная игра в жертву

Я изучаю воспалительный ответ и гибель клеток, которые являются двумя основными компонентами врожденного ответа. Белые клетки крови, называемые макрофагами, используют набор датчиков для распознавания патогена и вырабатывают белки, называемые цитокинами, которые вызывают воспаление и привлекают другие клетки врожденной иммунной системы для помощи. Кроме того, макрофаги инструктируют адаптивную иммунную систему, чтобы узнать о возбудителе и в конечном итоге вырабатывать антитела.

Чтобы выжить в организме, успешные патогены заглушают воспалительную реакцию. Они делают это, блокируя способность макрофагов выделять цитокины и оповещать остальную иммунную систему. Чтобы противодействовать глушению вируса, инфицированные клетки совершают самоубийство или гибель клеток. Несмотря на то, что на клеточном уровне это губительно, гибель клеток полезна на уровне организма, потому что останавливает размножение патогена.

Например, возбудитель, вызвавший бубонную чуму, которая убила половину человеческой популяции в Европа между 1347 и 1351 годами, был способен отключить или заставить замолчать белые кровяные клетки людей и размножаться в них, что в конечном итоге привело к смерти человека. Однако у грызунов инфекция разыгралась иначе. Умерли только зараженные макрофаги грызунов, что ограничивало распространение патогена в организме грызунов, что позволило им выжить.

«Тихий» ответ на чуму разительно отличается от насильственного ответа на SARS-CoV-2, вирус, который вызывает COVID-19. Это говорит о том, что поддержание правильного баланса врожденного ответа имеет решающее значение для выживания пациентов с COVID-19.

Старинные гравюры на мертвой телеге, собирающей тела жертв чумы во время последней Великой чумы в Лондоне, которая продолжалась с 1665 по 1666 год. duncan1890 / Getty Images

Путь к цитокиновому шторму

Вот как чрезмерная реакция иммунной системы может поставить под угрозу человека, борющегося с инфекцией.

Некоторые из белков, вызывающих воспаление, называемые хемокинами, предупреждают другие иммунные клетки - например, нейтрофилы, которые являются профессиональными пожирателями микроорганизмов - для того, чтобы собраться в месте инфекции, где они могут прибыть первыми, и переварить патоген.

Другие цитокины, такие как интерлейкин 1b, интерлейкин 6 и фактор некроза опухоли, направляют нейтрофилы из кровеносных сосудов в инфицированную ткань. Эти цитокины могут увеличивать сердцебиение, повышать температуру тела, вызывать сгустки крови, которые задерживают патоген и стимулируют нейроны в мозге, чтобы модулировать температуру тела, лихорадку, потерю веса и другие физиологические реакции, которые развились, чтобы убить вирус.

Когда производство этих самых цитокинов не контролируется, иммунологи описывают ситуацию как «цитокиновый шторм». Во время цитокиновой бури кровеносные сосуды расширяются (вазолидация), что приводит к низкому кровяному давлению и распространенному повреждению кровеносных сосудов. Шторм запускает поток белых кровяных клеток в легкие, которые, в свою очередь, вызывают больше иммунных клеток, которые нацелены и убивают зараженные вирусом клетки. Результатом этой битвы является тушение жидких и мертвых клеток и последующая недостаточность органов.

Цитокиновый шторм является центральной частью патологии COVID-19 с разрушительными последствиями для хозяина.

Когда клетки не способны остановить воспалительный ответ, выработка цитокинов делает макрофаги гиперактивными. Гиперактивированные макрофаги разрушают стволовые клетки в костном мозге, что приводит к анемии. Повышенный уровень интерлейкина 1b приводит к лихорадке и недостаточности органов. Чрезмерный фактор некроза опухоли вызывает массовую гибель клеток, выстилающих кровеносные сосуды, которые становятся сгустками. В какой-то момент шторм становится неудержимым и необратимым.

Препараты, разрушающие цитокиновый шторм

Одна из стратегий лечения COVID частично основана на разрушении порочного цикла «цитокиновой бури». Это можно сделать с помощью антител для блокирования первичных медиаторов шторма, таких как IL6 или его рецептор, который присутствует на всех клетках организма.

Ингибирование фактора некроза опухоли может быть достигнуто с помощью одобренных FDA препаратов на основе антител, таких как Remicade или Humira, или с помощью растворимого рецептора, такого как Enbrel (первоначально разработанный Брюсом Бейтлером), который связывается с фактором некроза опухоли и предотвращает его воспаление. мировой рынок ингибиторов фактора некроза опухоли составляет 22 млрд. долларов США.

Наркотики, которые блокируют различные цитокины, в настоящее время проходят клинические испытания, чтобы проверить, являются ли они эффективными для остановки смертельной спирали в COVID-19.

Об авторе

Александр (Саша) Полторак, профессор иммунологии, Университет Тафтса

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Похожие книги:

Тело ведет счет: мозг, разум и тело в исцелении травмы

Бессель ван дер Колк

Эта книга исследует связи между травмой и физическим и психическим здоровьем, предлагая идеи и стратегии для исцеления и восстановления.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Дыхание: новая наука об утерянном искусстве

Джеймс Нестор

Эта книга исследует науку и практику дыхания, предлагая идеи и методы для улучшения физического и психического здоровья.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Парадокс растений: скрытые опасности «здоровой» пищи, вызывающие болезни и увеличение веса

Стивен Р. Гандри

Эта книга исследует связи между диетой, здоровьем и болезнями, предлагая идеи и стратегии для улучшения общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Код иммунитета: новая парадигма настоящего здоровья и радикального омоложения

Джоэл Грин

Эта книга предлагает новый взгляд на здоровье и иммунитет, опираясь на принципы эпигенетики и предлагая идеи и стратегии для оптимизации здоровья и старения.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Полное руководство по голоданию: исцелите свое тело с помощью прерывистого, чередующегося и длительного голодания

д-р Джейсон Фанг и Джимми Мур

Эта книга исследует науку и практику голодания, предлагая идеи и стратегии для улучшения общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа