Ученые из Северо-Восточного университета (Northeastern University) обнаружили ранее не идентифицированный иммунный ответ внутри носа, который борется с вирусами, ответственными за инфекции верхних дыхательных путей. Дальнейшие работы показали, что эта защитная реакция подавляется при более низких температурах, что повышает вероятность развития ОРВИ. Авторы нового исследования предлагают первый биологический механизм, объясняющий, почему вирусы, вызывающие ОРВИ, грипп и COVID-19, с большей вероятностью увеличиваются в холодное время года. Результаты научной работы опубликованы в журнале The Journal of Allergy and Clinical Immunology.
Актуальность исследования
«Традиционно считалось, что сезон простуды и гриппа приходится на более прохладные месяцы, поскольку люди больше находятся в помещениях, где воздушно-капельные вирусы могут распространяться легче», – комментирует автор исследования Бенджамин Блейер (Benjamin Bleier). «Однако наше исследование указывает на биологическую первопричину сезонных колебаний вирусных инфекций верхних дыхательных путей, которые мы наблюдаем каждый год, что совсем недавно было продемонстрировано во время пандемии COVID-19».
Первая линия обороны – нос
Нос является одной из первых точек соприкосновения между внешней средой и организмом, а также местом проникновения болезнетворных патогенов. Патогенные микроорганизмы вдыхаются или непосредственно попадают (например, от рук) в переднюю часть носа, где проходят путь через дыхательные пути и попадают в клетки организма, что приводит к инфекционным заболеваниям верхних дыхательных путей. Как дыхательные пути защищают себя от этих патогенов, долгое время было плохо изучено, до тех пор, пока исследование 2018 года, проведенное Блейером и Мансуром Амиджи (Mansoor Amiji), не обнаружило врожденный иммунный ответ, запускаемый при вдыхании бактерий через нос. Клетки передней части носовой полости обнаруживают бактерии, а затем выпускают миллиарды крошечных, наполненных жидкостью частиц, мешочки, называемые внеклеточными везикулами (ранее известные как экзосомы), которые проникают в слизистую оболочку, чтобы окружать патогены и атаковать их.
В исследовании 2018 года также говорится, что внеклеточные везикулы переносят защитные антибактериальные белки через слизь от передней части носа к задней его части вдоль дыхательных путей, что затем защищает другие клетки от бактерий, прежде чем они проникнут слишком далеко в организм.
В своей новой работе ученые попытались определить, был ли этот иммунный ответ также вызван вирусами, вдыхаемыми через нос, которые являются источником некоторых из наиболее распространенных инфекционных заболеваний верхних дыхательных путей.
Механизм борьбы с вирусами в носовой полости
Под руководством автора исследования Ди Хуана (Di Huang), ученые проанализировали, как клетки и образцы ткани носовой полости, собранные из носа пациентов, перенесших операцию, и здоровых добровольцев, реагировали на три вируса: один коронавирус и два риновируса, которые вызывают ОРВИ.
Ученые обнаружили, что каждый вирус вызывал ответную реакцию в виде выхода внеклеточных везикул, хотя и сигнальный путь отличается от того, который используется для борьбы с бактериями. Исследователи также изучили механизм, участвующий в реакции против вирусов: после высвобождения внеклеточные везикулы действовали как приманки, несущие рецепторы, с которыми вирус связывался вместо клеток носа.
«Чем больше приманок, тем больше внеклеточные везикулы могут уничтожить вирусы в слизистых оболочках, прежде чем у вирусов появится шанс связаться с клетками носа, что подавляет инфекцию», – комментирует доктор Хуан.
Затем исследователи проверили, как более низкие температуры влияют на эту реакцию, что особенно важно для иммунитета носа, учитывая, что внутренняя температура носа сильно зависит от температуры наружного воздуха, который он вдыхает. Ученые взяли здоровых добровольцев из среды комнатной температуры и подвергли их воздействию температуры 4,4 °C в течение 15 минут и обнаружили, что температура внутри носа упала примерно до 5°C. Затем исследователи изучили, как снижение температуры влияет на ткани носа и обнаружили притупление иммунного ответа. Количество внеклеточных везикул, секретируемых клетками носа, уменьшилось почти на 42%, и противовирусные белки также были нарушены.
«В совокупности эти результаты дают механистическое объяснение сезонным колебаниям инфекций верхних дыхательных путей», – заключает доктор Хуан.
Практическая значимость работы
Будущие исследования будут направлены на то, чтобы повторить полученные результаты с другими патогенами. Исходя из своих недавних результатов, исследователи также могут представить способы, с помощью которых лекарственные средства смогут индуцировать и усиливать врожденный иммунный ответ носа. Например, назальный спрей может быть разработан для увеличения количества внеклеточных везикул в носу.
Авторы другого исследования выяснили, выяснили, может ли погружение в холодную воду помочь уменьшить жировые отложения и предотвратить диабет.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
