В новом исследовании исследователи обнаружили, что обычный респираторный вирус запускает активность генов, стимулированных интерфероном, молекул раннего ответа в иммунной системе, которые могут остановить репликацию вируса SARS-CoV-2 в тканях дыхательных путей, инфицированных вирусом. холодно.
Срабатывание этих защитных механизмов на ранних этапах заражения COVID-19 обещает предотвратить или вылечить инфекцию, сказала Эллен Фоксман, доцент кафедры лабораторной медицины и иммунобиологии Йельской школы медицины и старший автор исследования. Один из способов сделать это – лечить пациентов интерферонами, белком иммунной системы, который также доступен в виде лекарства.
«Но все зависит от времени», – сказал Фоксман.
Результаты опубликованы 15 июня в Журнале экспериментальной медицины.
Предыдущая работа показала, что на более поздних стадиях COVID-19 высокие уровни интерферона коррелируют с более тяжелым заболеванием и могут способствовать сверхактивным иммунным ответам.
Но недавние генетические исследования показывают, что гены, стимулированные интерфероном, также могут быть защитными в случаях инфекции COVID-19.
Лаборатория Фоксмана хотела изучить эту защитную систему на раннем этапе заражения COVID-19.
Поскольку более ранние исследования лаборатории Фоксмана показали, что вирусы простуды могут защищать от гриппа, они решили изучить, будут ли риновирусы оказывать такое же благотворное влияние на вирус COVID-19. В рамках исследования ее команда заразила выращенную в лаборатории ткань дыхательных путей человека SARS-CoV-2 и обнаружила, что в течение первых трех дней вирусная нагрузка в ткани удваивалась примерно каждые шесть часов.
Однако репликация вируса COVID-19 была полностью остановлена в ткани, подвергшейся воздействию риновируса. Если противовирусная защита была заблокирована, SARS-CoV-2 мог бы реплицироваться в тканях дыхательных путей, ранее подвергавшихся действию риновируса.
Те же защитные механизмы замедляли заражение SARS-CoV-2 даже без риновируса, но только в том случае, если инфекционная доза была низкой, что позволяет предположить, что вирусная нагрузка во время воздействия имеет значение для того, сможет ли организм эффективно бороться с инфекцией.
Исследователи также изучили образцы мазков из носа у пациентов, диагностированных незадолго до начала инфекции.
Они обнаружили доказательства быстрого роста SARS-CoV-2 в первые несколько дней заражения с последующей активацией защитных сил организма. Согласно их результатам, вирус обычно быстро увеличивался в течение первых нескольких дней заражения, прежде чем сработала защита хозяина, удваиваясь примерно каждые шесть часов, как это было замечено в лаборатории; у некоторых пациентов вирус рос даже быстрее.
«Похоже, что в начале COVID-19 есть золотая середина, во время которой вирус экспоненциально реплицируется, прежде чем он вызовет сильную защитную реакцию», – сказал Фоксман.
Лечение интерфероном многообещающе, но оно может быть непростым, сказала она, потому что оно будет наиболее эффективным в первые дни сразу после заражения, когда у многих людей симптомы отсутствуют.
Теоретически лечение интерфероном можно использовать с профилактической целью у людей из группы высокого риска, которые были в тесном контакте с другими людьми с диагнозом COVID-19. Испытания интерферона при COVID-19 продолжаются и пока показывают возможную пользу на ранней стадии заражения, но не при более позднем введении.
Эти данные могут помочь объяснить, почему в периоды года, когда распространены простудные заболевания, уровень заражения другими вирусами, такими как грипп, как правило, ниже, сказал Фоксман.
Есть опасения, что по мере ослабления мер социального дистанцирования вирусы простуды и гриппа, которые бездействовали в течение последнего года, вернутся с большей силой. По ее словам, вмешательство респираторных вирусов может быть смягчающим фактором, создавая «верхний предел» степени совместной циркуляции респираторных вирусов.
«Между вирусами существуют скрытые взаимодействия, которые мы не совсем понимаем, и эти результаты – часть головоломки, которую мы только что изучаем», – сказал Фоксман.
Нагарджуна Р. Чимарла, научный сотрудник лаборатории Фоксмана, был первым автором исследования, проведенного группой ученых Йельского университета из отделов лабораторной медицины, иммунобиологии и генетики.
Среди других авторов Йельского университета были Тимоти Уоткинс, Валия Михайлова, Бао Ван, Мари Ландри, Дэцзян Чжао и Гуйлинь Ван.