Zašto kod nekih ljudi obična prehlada prođe s tek blagim simptomima, dok kod drugih - osobito djece i osoba s astmom - može dovesti do ozbiljnih problema s disanjem i odlaska na hitnu pomoć? Novo istraživanje znanstvenika s Yale School of Medicine (YSM) donosi važan odgovor.
Dr. Ellen Foxman, danas izvanredna profesorica laboratorijske medicine i imunobiologije na Yaleu, još je 2010. godine tijekom postdoktorata počela istraživati kako respiratorni virusi utječu na ljudski imunološki sustav. Njezino zanimanje dodatno je potaknula osobna situacija – njezin je sin u to vrijeme dobio dijagnozu astme.
„Glavni okidač napada astme je rinovirus“, kaže Foxman, koja vodi istraživački program posvećen proučavanju interakcije imunosnog sustava i virusa koji uzrokuju bolesti dišnog sustava. „Nekada se vjerovalo da su napadi astme prvenstveno posljedica alergija, ali napredak u dijagnostici pokazao je da je rinovirus jedan od glavnih uzroka.“
Rinovirus je najčešći uzročnik prehlade, no kod djece i odraslih s astmom ili kroničnom opstruktivnom plućnom bolešću (KOPB) može izazvati teške komplikacije.
Nije problem u virusu, nego u reakciji tijela
U svom najnovijem istraživanju Foxman je pokazala da presudnu ulogu ne igra „snaga“ samog virusa, nego način na koji organizam reagira na infekciju.
Rezultati su objavljeni u znanstvenom časopisu Cell Press Blue. „Sve je jasnije da nije samo virus taj koji određuje težinu bolesti. Postoji nešto u ljudskom tijelu što snažno utječe na ishod, ali ti mehanizmi još nisu dovoljno razjašnjeni“, ističe Foxman, koja je viša autorica studije.
Ključnu ulogu imaju stanice koje oblažu nosne prolaze. Iako nisu dio klasičnog imunološkog sustava, one posjeduju snažne mehanizme tzv. urođene imunosti koji se aktiviraju pri susretu s virusom. Istraživački tim otkrio je svojevrsni „prekidač“ koji odlučuje hoće li infekcija rinovirusom ostati blaga prehlada ili će se razviti u ozbiljnu upalu dišnih putova.
Sve počinje u nosu
Prva linija obrane organizma protiv virusa u nosu je tzv. interferonski odgovor. Kada taj sustav funkcionira kako treba, manje od 2 posto nosnih stanica biva zaraženo rinovirusom, a simptomi ostaju blagi i brzo prolaze.
U istraživanju su znanstvenici koristili laboratorijski model koji oponaša ljudsku nosnu sluznicu. Uzgojili su prave ljudske nosne stanice u obliku organoida – trodimenzionalnih struktura koje razvijaju cilije (trepetljike) i stvaraju sluz, čime vjerno oponašaju unutrašnjost nosa i pluća.
Stanice su potom zarazili rinovirusom te lijekovima blokirali pojedine signalne putove imunološkog sustava kako bi vidjeli što se događa kada je interferonski odgovor oslabljen.
Koristili su i sekvenciranje RNA na razini pojedinačnih stanica, što im je omogućilo da precizno utvrde koje su stanice zaražene, koji se obrambeni geni aktiviraju te kako reagiraju okolne, nezaražene stanice. Mjerili su razinu virusa, odumiranje stanica, stvaranje sluzi i ulogu upalnih senzora.
Rezultati su pokazali da većina infekcija ostaje blaga upravo zato što nosna sluznica brzo proizvodi interferone koji sprječavaju širenje virusa. No kada je taj odgovor oslabljen ili blokiran, tijelo prelazi u agresivniji upalni način rada, što može pogoršati simptome i oštetiti dišne putove.
„Naši eksperimenti s organoidima pokazuju da brza interferonska reakcija zaraženih stanica iznimno učinkovito zaustavlja rinovirus, čak i bez prisutnosti stanica imunosnog sustava“, rekao je prvi autor studije Bao Wang, doktorand na Yaleovu Odjelu za imunologiju i član Foxmanina laboratorija.
Zašto je odgovor kod nekih slabiji?
Ključno pitanje koje ostaje jest: zašto je kod nekih ljudi interferonski odgovor slab?
„U našem smo modelu odgovor blokirali lijekom, ali poznato je da osobe s kroničnim bolestima dišnih putova imaju slabiji interferonski odgovor nego zdrave osobe. Zašto je to tako, još ne znamo. To je naš sljedeći korak“, kaže Foxman.
Ova otkrića mogla bi pomoći u razvoju novih ili prilagođenih terapija koje bi smanjile opasnu upalu dišnih putova te time spriječile napade astme i pogoršanja KOPB-a izazvana rinovirusom – što je osobito važno za djecu s astmom, kod koje su virusne infekcije najčešći okidač pogoršanja bolesti.
U istraživanju su sudjelovali i postdoktorand Julien Amat te istraživačica Valia Mihaylova iz Foxmanina laboratorija na Yaleu, znanstvenik Guilin Wang s Odjela za molekularnu biofiziku i biokemiju te viši znanstvenik Yong Kong s Odjela za biostatistiku pri Yale School of Public Health.