Некоторые виды астмы защищают от тяжелой формы COVID-19, и мы, наконец, знаем почему

Когда пандемия COVID-19 только началась, люди с хроническими заболеваниями легких, такими как астма, были обеспокоены тем, что болезнь будет для них особенно тяжелой. Однако, как оказалось, люди с некоторыми видами астмы чувствуют себя лучше, чем ожидалось - и мы, наконец, можем понять, почему.

Популяционные исследования в Австралии, Великобритании, Европе и США пока не обнаружили никаких доказательств того, что астма вызывает тяжелые симптомы COVID-19.

На самом деле, все как раз наоборот. Как правило, люди с аллергической астмой реже заболевают после заражения SARS-CoV-2; в отличие от людей с другими заболеваниями легких, такими как эмфизема, которые чаще страдают от тяжелых симптомов.

Что же отличает пациентов с астмой? Исследователи из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле считают, что они наконец-то выяснили это.

Для исследования группа использовала клеточные культуры из дыхательных путей человека. Чтобы имитировать дыхательные пути астматиков, они обработали некоторые образцы небольшим белком, который, как известно, чаще встречается при астме и называется интерлейкин-13 (IL-13). Его присутствие вызывает у астматиков усиление выработки слизи сверх здорового уровня.

Затем они заразили клеточные культуры вирусом SARS-CoV-2. В клетках, обработанных ИЛ-13, коронавирус с трудом проникал в клетку для репликации и распространения своих копий. В то же время в необработанных клетках инфекций было гораздо больше. 

"Мы знали, что должна существовать биомеханистическая причина, по которой люди с аллергической астмой кажутся более защищенными от тяжелых заболеваний", - говорит биохимик Камилла Эре из UNC. 

"Наша исследовательская группа обнаружила ряд значительных клеточных изменений, особенно под воздействием IL-13, что привело нас к выводу, что IL-13 играет уникальную роль в защите от инфекции SARS-CoV-2 в определенных группах пациентов".

Наблюдая за взаимодействием респираторных клеток и вируса под электронным микроскопом, Эре и ее коллеги заметили, что лечение IL-13 значительно уменьшило количество инфицированных клеток, одновременно увеличив количество слизи, вырабатываемой этими клетками.

Однако даже когда слизь была удалена, клетки все еще демонстрировали определенную степень защиты от вторгшегося коронавируса.

РНК-секвенирование подтвердило, что присутствие IL-13 в клеточной культуре повышает уровень генов, связанных с противовирусными свойствами, и снижает экспрессию клеточных рецепторов, к которым, как известно, прикрепляются коронавирусы, например, ACE2.

В необработанных респираторных клетках эти рецепторы позволяют коронавирусу относительно легко вторгаться в организм. Если клетка действительно инфицирована, исследователи заметили, что она с большей вероятностью отрывается от поверхности дыхательных путей, что позволяет ей опуститься глубже в легкие, тем самым распространяя инфекцию.

"В заключение следует отметить, что интенсивное размножение вирусов и клеток, вызванное инфекцией SARS-CoV-2, было ослаблено IL-13, который влиял на проникновение, репликацию и распространение вируса", - заключают авторы.

К сожалению, IL-13 не может быть использован в качестве лечения сам по себе. Он является частью иммунного ответа, что означает, что он может вызвать воспаление в дыхательных путях пациента.

Но понимание тонкостей происходящего в легких все же крайне важно. Сравнивая клетки, имитирующие дыхательные пути астматиков, со здоровыми клетками дыхательных путей, ученые выявили некоторые глубинные механизмы, лежащие в основе тяжелых случаев COVID-19.

В будущем терапевтические препараты могли бы помочь воздействовать на определенные участки, которые, по-видимому, более вовлечены в тяжелые симптомы.

"Мы считаем, что это исследование еще раз показывает, насколько важно лечить инфекцию SARS-CoV-2 как можно раньше", - говорит Эре.

"И оно показывает, насколько важны конкретные механизмы с участием ACE2 и IL-13, поскольку мы изо всех сил стараемся защитить пациентов от развития тяжелых инфекций".

Исследование было опубликовано в журнале PNAS.