Ezért fontosabb a szervezet reakciója, mint önmagában a vírus

A Cell Press Blue folyóiratban január 19-én megjelent tanulmányban a kutatók kimutatták, hogy ez a korai sejtes válasz kulcsszerepet játszik abban, hogy valaki megbetegszik-e, és milyen súlyosak lesznek a tünetei. Az eredmények arra utalnak, hogy a szervezet rhinovírusra adott reakciója gyakran fontosabb, mint maga a vírus.

„Mivel a rhinovírusok a nátha első számú okai, valamint az asztmában és más krónikus tüdőbetegségekben szenvedők légzési problémáinak egyik fő okai, nagyon fontosak az emberi egészség szempontjából” – mondja Ellen Foxman, a Yale Orvostudományi Karának munkatársa, a tanulmány vezető szerzője. „Ez a kutatás lehetővé tette számunkra, hogy bepillantsunk az emberi orrnyálkahártyába, és lássuk, mi történik a rhinovírusfertőzések során mind sejtes, mind molekuláris szinten.”

Annak érdekében, hogy alaposan megfigyelhessék, hogyan reagálnak az orrsejtek a fertőzésre, a kutatócsoport laboratóriumban növesztett emberi orrszövet-modellt épített. Négy hétig növesztettek orrőssejteket, miközben a szövet felső felszínét levegővel érintkezték. Ez a beállítás elősegítette a sejtek olyan struktúrává érését, amely szorosan hasonlít az orrjáratok és a tüdő légútjainak bélésére.

A kapott szövet többféle sejttípust tartalmazott, amelyek az emberi légutakban is megtalálhatók, beleértve a nyákot termelő sejteket és a csillókos sejteket. A csillók apró, szőrszerű képződmények, amelyek segítenek a nyálka és a csapdába esett részecskék eltávolításában a tüdőből.

„Ez a modell sokkal pontosabban tükrözi az emberi test válaszait, mint a virológiai kutatásokban használt hagyományos sejtvonalak” – mondja Foxman. „Mivel a rhinovírus emberekben okoz betegséget, de más állatokban nem, az emberi szövetek organotípusos modelljei különösen értékesek a vírus tanulmányozásához.”

Ezzel a modellel a kutatók képesek voltak megfigyelni, hogyan reagál együtt több ezer egyedi sejt a fertőzés során. Azt is megvizsgálták, hogy mi történik, amikor a rhinovírus kimutatásáért felelős sejtszenzorok blokkolódnak. Ezek a kísérletek egy erőteljes védekezőrendszert tártak fel, amelyet interferonok koordinálnak, azaz olyan fehérjék, amelyek zavarják a vírus bejutását és replikációját.

Amikor az orrsejtek rhinovírust észlelnek, interferonokat szabadítanak fel, amelyek nemcsak a fertőzött sejtekben, hanem a közeli egészséges sejtekben is aktiválják a vírusellenes védelmet. Ez az összehangolt válasz megnehezíti a vírus szaporodását és terjedését. Ha az interferon aktivitása gyorsan megkezdődik, a fertőzés korán megfékezhető. Amikor a kutatók blokkolták ezt a választ, a vírus gyorsan terjedt, sokkal több sejtet fertőzött meg és jelentős károkat okozott. Bizonyos esetekben a fertőzött organoidok nem élték túl.

„Kísérleteink azt mutatják, hogy mennyire kritikus és hatékony a gyors interferonválasz a rhinovírusfertőzés kontrollálásában, még akkor is, ha az immunrendszer sejtjei nincsenek jelen” – mondja Bao Wang, a Yale Orvostudományi Karának munkatársa, a tanulmány szerzője.

A tanulmány további válaszreakciókat is feltárt, amelyek akkor jelentkeznek, amikor a vírus replikációja fokozódik. Ilyen körülmények között a rhinovírus egy különálló érzékelő rendszert aktiválhat, amely mind a fertőzött, mind a nem fertőzött sejteket nagy mennyiségű nyálka és gyulladásos jelek termelésére készteti. Ez a reakció hozzájárulhat a légutak gyulladásához és a tüdőben jelentkező légzési nehézségekhez.

A kutatók szerint ezek az útvonalak hasznos célpontokat kínálhatnak a káros tünetek csökkentését célzó kezelésekhez, miközben támogatják a hatékony vírusellenes védelmet.

A csapat megjegyzi, hogy organoid modelljük kevesebb sejttípust tartalmaz, mint amennyi az emberi szervezetben jelen van. Valódi fertőzések során további sejtek, köztük immunsejtek is, vonzódnak a fertőzés helyszínére, hogy segítsenek leküzdeni a vírust. A kutatók szerint a jövőbeli munka fontos fókusza lesz annak megértése, hogy ezek a további sejttípusok és az orrjáratokban és a légutakban található környezeti tényezők hogyan befolyásolják a szervezet rhinovírusra adott válaszát.

„Tanulmányunk azt a paradigmát erősíti, hogy a szervezet vírusra adott válaszai – nem pedig maga a vírusra jellemző tulajdonságok – rendkívül fontosak annak meghatározásában, hogy egy vírus okoz-e betegséget, és milyen súlyos lesz a betegség” – mondja Foxman. „A védekező mechanizmusok célba vétele izgalmas utat nyit az új terápiák számára” – adta hírül a ScienceDaily.