Імунні клітини вивільняють білки, які називаються цитокінами, які сповіщають решту імунної системи про наявність вірусу. www.scientistanimations.com, CC BY-SA
Вбивця - це не вірус, а імунна відповідь.
Нинішня пандемія унікальна не тільки тому, що її спричиняє новий вірус, який наражає всіх на небезпеку, а й тому, що діапазон вроджених імунних реакцій різноманітний та непередбачуваний. У деяких це досить сильно, щоб вбити. В інших він відносно легкий.
Моє дослідження стосується вродженого імунітету. Вроджений імунітет - це вроджена захищеність людини від збудників хвороб, які доручають адаптивній імунній системі організму виробляти антитіла проти вірусів. Ці відповіді на антитіла можуть бути згодом використані для розробки підходів до вакцинації. Робота в лабораторії of Нобелівський лауреат Брюс Бейтлер, Я співавт папір це пояснило, як клітини, що входять до вродженої імунної системи організму, розпізнають збудники хвороб і як їх реагування в цілому може завдати шкоди господареві. Особливо це стосується пацієнтів із COVID-19, які надмірно реагують на вірус.
Смерть клітин - шахова гра в жертву
Я вивчаю запальну реакцію та загибель клітин, які є двома основними компонентами вродженої відповіді. Білі клітини крові, звані макрофагами, використовують набір датчиків для розпізнавання збудника та виробляють білки, звані цитокіни, які запускають запалення та набирають на допомогу інші клітини вродженої імунної системи. Крім того, макрофаги доручають адаптивній імунній системі дізнатися про збудника і в кінцевому підсумку виробляти антитіла.
Щоб вижити в межах господаря, успішні збудники замовчують запальну реакцію. Вони роблять це, блокуючи здатність макрофагів вивільняти цитокіни та попереджати решту імунної системи. Щоб протидіяти замовченню вірусу, інфіковані клітини здійснюють самогубство або загибель клітин. Хоча згубна на клітинному рівні, загибель клітин сприятлива на рівні організму, оскільки зупиняє проліферацію збудника.
Наприклад, збудник, який спричинив бубонну чуму, яка вбила половину людського населення в Росії Європа між 1347 і 1351 роками, зміг відключити або замовкнути білі кров’яні клітини людей і поширюватися в них, врешті-решт спричинивши загибель людини. Однак у гризунів інфекція розігралася по-різному. Тільки заражені макрофаги гризунів загинули, тим самим обмеживши розповсюдження збудника в тілах гризунів, що дозволило їм вижити.
«Мовчазна» реакція на чуму надзвичайно відрізняється від бурхливої реакції на вірус SARS-CoV-2, який викликає COVID-19. Це говорить про те, що правильний баланс вродженої відповіді має вирішальне значення для виживання пацієнтів із COVID-19.
Урожай гравірування мертвого воза, що збирав тіла жертв чуми під час останньої Великої чуми Лондона, яка тривала з 1665 по 1666 роки. duncan1890 / Гетті Зображення
Шлях до бурі цитокінів
Ось як надмірна реакція імунної системи може загрожувати людині, яка бореться з інфекцією.
Деякі з білків, що викликають запалення, названі хемокінами, попереджають інші імунні клітини - як нейтрофіли, які є професійними їдцями мікробів - скликатися на місці інфекцій, куди вони можуть прийти першими та перетравити збудник.
Інші цитокіни - такі як інтерлейкін 1b, інтерлейкін 6 та фактор некрозу пухлини - направляють нейтрофілів з судин до зараженої тканини. Ці цитокіни можуть збільшувати серцебиття, підвищувати температуру тіла, викликати згустки крові, які захоплюють збудника та стимулюють нейрони в головному мозку до модуляції температури тіла, лихоманки, втрати ваги та інших фізіологічних реакцій, які розвинулися для вбивства вірусу.
Коли виробництво цих самих цитокінів відбувається безконтрольно, імунологи описують ситуацію як "цитокінову бурю". Під час шторму цитокінів кровоносні судини розширюються далі (вазолідація), що призводить до зниження артеріального тиску та широкої травми кровоносних судин. Буря спровокує повінь лейкоцитів, які потрапляють у легені, що, у свою чергу, викликає більше імунних клітин, які націлюються та вбивають заражені вірусом клітини. Результатом цього бою є тушкована рідина та мертві клітини та подальша недостатність органів.
Цитокінова буря є центральною частиною патології COVID-19 з руйнівними наслідками для господаря.
Коли клітинам не вдається припинити запальну відповідь, продукція цитокінів робить макрофаги гіперактивними. Гіперактивовані макрофаги руйнують стовбурові клітини в кістковому мозку, що призводить до анемії. Підвищений інтерлейкін 1b призводить до підвищення температури тіла та недостатності органів. Надмірний фактор некрозу пухлини викликає масову загибель клітин, що вистилають кровоносні судини, які згортаються. У якийсь момент шторм стає не зупинним і незворотним.
Препарати, що порушують бурю цитокінів
Одна з стратегій, що лежать в основі лікування COVID, частково базується на руйнуванні порочного циклу "цитокінової бурі". Це можна зробити, використовуючи антитіла для блокування первинних медіаторів бурі, як IL6, або його рецептора, який присутній у всіх клітинах організму.
Пригнічення фактора некрозу пухлини можна досягти препаратами, схваленими FDA антитілами, такими як Remicade або Humira, або з розчинним рецептором, таким як Enbrel (спочатку розроблений Брюсом Бейтлером), який зв’язується з фактором некрозу пухлини і не дає йому спровокувати запалення. The Світовий ринок інгібіторів фактора некрозу пухлин становить 22 млрд. дол.
Препарати, що блокують різні цитокіни, зараз проходять клінічні випробування, щоб перевірити, чи ефективні вони для зупинки смертоносної спіралі у COVID-19.
про автора
Олександр (Саша) Полторак, професор імунології, Університет Тафтса
Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.
Схожі книги:
Тіло веде рахунок: мозок, розум і тіло в лікуванні травми
Бесселя ван дер Колка
Ця книга досліджує зв’язки між травмою та фізичним і психічним здоров’ям, пропонуючи ідеї та стратегії зцілення та відновлення.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Дихання: нова наука втраченого мистецтва
Джеймс Нестор
Ця книга досліджує науку та практику дихання, пропонуючи ідеї та методи покращення фізичного та психічного здоров’я.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Парадокс рослин: приховані небезпеки в «здорових» продуктах, які викликають хвороби та збільшення ваги
Стівен Р. Гандрі
Ця книга досліджує зв’язки між дієтою, здоров’ям і хворобою, пропонуючи ідеї та стратегії для покращення загального здоров’я та самопочуття.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Кодекс імунітету: нова парадигма справжнього здоров’я та радикальної боротьби зі старінням
Джоел Грін
Ця книга пропонує новий погляд на здоров’я та імунітет, спираючись на принципи епігенетики та пропонуючи ідеї та стратегії для оптимізації здоров’я та старіння.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Повний посібник із голодування: зцілюйте своє тіло за допомогою періодичного, іншого дня та тривалого голодування
доктора Джейсона Фунга та Джиммі Мура
Ця книга досліджує науку та практику голодування, пропонуючи ідеї та стратегії для покращення загального здоров’я та благополуччя.
