Када риновирус, најчешћи узрок обичне прехладе, уђе у назалне пролазе, ћелије које облажу нос одмах почињу да раде заједно у борби против инфекције. Ове ћелије активирају широк спектар антивирусне одбране дизајниране да ограниче вирус и спрече његово ширење. У студији објављеној 19. јануара у часопису Целл Пресс Блуеистраживачи показују да овај рани ћелијски одговор игра кључну улогу у томе да ли се особа разболи и колико су озбиљни њени симптоми. Налази сугеришу да је реакција тела на риновирус често важнија од самог вируса.
„Као број један узрочник обичних прехлада и главни узрок проблема са дисањем код људи са астмом и другим хроничним плућним обољењима, риновируси су веома важни за људско здравље“, каже виши аутор Елен Фоксман са Медицинског факултета Јејла. „Ово истраживање нам је омогућило да завиримо у људску носну слузницу и видимо шта се дешава током инфекција риновирусом и на ћелијском и на молекуларном нивоу.“
Стварање лабораторијског људског носног ткива
Да би пажљиво посматрао како назалне ћелије реагују на инфекцију, истраживачки тим је направио модел људског носног ткива узгојен у лабораторији. Узгајали су назалне матичне ћелије четири недеље док су горњу површину ткива излагали ваздуху. Ова поставка је подстакла ћелије да сазревају у структуру која личи на слузницу носних пролаза и плућних дисајних путева.
Добијено ткиво је садржало више типова ћелија које се налазе у људским дисајним путевима, укључујући ћелије које производе слуз и ћелије са цилијама. Цилије су ситне структуре попут длачица које помажу да се слуз и заробљене честице померају из плућа.
„Овај модел одражава одговоре људског тела много тачније од конвенционалних ћелијских линија које се користе за вирусолошка истраживања“, каже Фоксман. „Пошто риновирус изазива болест код људи, али не и код других животиња, органотипски модели људских ткива су посебно вредни за проучавање овог вируса.
Интерферони и рана антивирусна заштита
Користећи овај модел, истраживачи су могли да прате како хиљаде појединачних ћелија реагују заједно током инфекције. Такође су испитали шта се догодило када су ћелијски сензори одговорни за откривање риновируса били блокирани. Ови експерименти су открили моћан одбрамбени систем координисан интерферонима, који су протеини који ометају улазак и репликацију вируса.
Када назалне ћелије открију риновирус, ослобађају интерфероне који активирају антивирусну одбрану не само у зараженим ћелијама, већ иу оближњим здравим ћелијама. Ова координирана реакција отежава репродукцију и ширење вируса. Ако активност интерферона почне брзо, инфекција се може рано обуздати. Када су истраживачи блокирали овај одговор, вирус се брзо проширио, заразивши много више ћелија и наневши значајну штету. У неким случајевима, заражени органоиди нису преживели.
„Наши експерименти показују колико је критичан и ефикасан брзи одговор интерферона у контроли инфекције риновирусом, чак и без присутних ћелија имуног система“, каже први аутор Бао Ванг са Медицинског факултета у Јејлу.
Када вирусни раст изазива штетне реакције
Студија је такође открила додатне одговоре који се јављају када се репликација вируса повећа. Под овим условима, риновирус може активирати одвојени систем сенсинга који наводи и заражене и неинфициране ћелије да производе велике количине слузи и упалних сигнала. Ова реакција може допринети упали дисајних путева и потешкоћама у дисању у плућима.
Према истраживачима, ови путеви могу понудити корисне циљеве за третмане који имају за циљ смањење штетних симптома уз истовремено подржавање ефикасне антивирусне одбране.
Границе модела и будућа истраживања
Тим напомиње да њихов органоидни модел укључује мање типова ћелија него што их има у људском телу. Током стварних инфекција, додатне ћелије, укључујући и имуне ћелије, се привлаче на место како би помогле у борби против вируса. Истраживачи кажу да ће разумевање како ови додатни типови ћелија и фактори животне средине у назалним пролазима и дисајним путевима утичу на одговор тела на риновирус бити важан фокус будућег рада.
„Наша студија унапређује парадигму да су одговори тела на вирус, а не својства инхерентна самом вирусу, веома важни у одређивању да ли ће вирус изазвати болест или не и колико ће болест бити озбиљна“, каже Фоксман. „Циљање одбрамбених механизама је узбудљива авенија за нове терапеутике.“
