Kluczowy czynnik ryzyka ciężkiego przebiegu grypy odkryty w naszych przeciwciałach
Wirusy są najszybciej ewoluującymi organizmami na Ziemi. Z tego powodu potrzebujemy corocznych szczepionek przeciw grypie: sezonowa grypa potrafi skutecznie unikać odporności nabytej podczas wcześniejszych szczepień lub infekcji.
Niektóre nowe szczepy grypy są bardziej groźne niż inne. Pandemia grypy z 1918 roku zabiła 50 milionów ludzi i zakaziła jedną piątą światowej populacji. Pandemie grypy miały miejsce również w latach 1957, 1968 i 2009.
„Grypa pozostaje niezwykle poważnym zagrożeniem dla zdrowia globalnego” — powiedziała dr Taia Wang, profesor nadzwyczajny chorób zakaźnych oraz mikrobiologii i immunologii.
Zespół badawczy pod kierunkiem dr Wang odkrył, że względna ilość pewnej grupy cząsteczek cukrowych na naszych przeciwciałach — wyspecjalizowanych białkach, które nasz układ odpornościowy wytwarza w celu blokowania wirusów i innych drobnoustrojów — ma kluczowe znaczenie w określeniu, czy przejdziemy infekcję grypową łagodnie, czy ciężko.
Naukowcy wyjaśnili również mechanizm tego zjawiska oraz udowodnili w badaniach na myszach, jak zapobiegać ciężkim objawom grypy, niezależnie od szczepu wirusa. Wyniki te mogą mieć zastosowanie również w przypadku innych chorób zakaźnych.
Badania opisano w artykule, który został opublikowany online 13 listopada w czasopiśmie „Immunity”. Wyniki mogą również pomóc wyjaśnić, dlaczego osoby starsze są bardziej podatne na ciężkie infekcje grypy oraz wiele innych chorób, zakaźnych i niezakaźnych.
Odkrycie nowego mechanizmu ochrony przed grypą
Przeciwciała krążące w naszej krwi, znane jako IgG (skrót od „immunoglobulina G”), mają kształt przypominający literę Y. Rogi tej litery są dostosowane do rozpoznawania specyficznych struktur powierzchniowych patogenów, a jeśli wiązanie jest wystarczająco silne, mogą uniemożliwić wniknięcie wirusa do komórek.
Trzon struktury Y nie jest związany z tym, co wiążą rogi, ale pełni funkcję sygnalizacyjną, informującą układ odpornościowy, co ma robić dalej. Skład chemiczny dwóch długich, rozgałęzionych łańcuchów cukrowych przyczepionych do trzonu przeciwciała wpływa na jego interakcje z różnymi komórkami odpornościowymi.
Jednym z istotnych cukrów jest kwas sjalowy, który może występować w ilości do czterech cząsteczek na łańcuchach cukrowych przeciwciał IgG. Ilość kwasu sjalowego ma kluczowe znaczenie dla odpowiedzi immunologicznej.
Rola makrofagów pęcherzykowych
Badania dr Wang rozpoczęły się od analizy przeciwciał pochodzących od osób, które przechodziły infekcję wirusem grypy H1N1 łagodnie lub były hospitalizowane. Jedyną istotną różnicą, którą zauważyli naukowcy, była ilość kwasu sjalowego na przeciwciałach: wysoki poziom kwasu sjalowego korelował z łagodnymi objawami, podczas gdy przeciwciała osób ciężko chorych miały mniej tych cząsteczek.
W badaniach na myszach, które otrzymały ludzkie przeciwciała o różnej zawartości kwasu sjalowego, okazało się, że przeciwciała bogate w kwas sjalowy chroniły zwierzęta przed ciężkimi objawami grypy, zmniejszając stan zapalny w płucach.
Badania wykazały, że przeciwciała o wysokiej zawartości kwasu sjalowego wiązały się z receptorami CD209 na powierzchni makrofagów pęcherzykowych, co zmniejszało reakcję zapalną. Receptory te są znane ze swojej funkcji przeciwzapalnej, ale nigdy wcześniej nie były związane z łagodzeniem odpowiedzi immunologicznej na choroby zakaźne.
Nowa strategia terapeutyczna
Dr Wang i jej zespół wykazali, że nawet same trzonki przeciwciał bogate w kwas sjalowy, bez części rozpoznającej patogeny (rogów), mogą zmniejszać nasilenie objawów grypy. To odkrycie jest istotne, ponieważ przeciwciała te są już badane klinicznie pod kątem leczenia chorób autoimmunologicznych, które również charakteryzują się nadmiernym stanem zapalnym.
Zespół badawczy prowadzi obecnie badania podłużne (longitudinalne) na ludziach, aby sprawdzić, czy zawartość kwasu sjalowego na przeciwciałach może być używana jako wskaźnik ryzyka progresji choroby u pacjentów z grypą.
Potencjalne zastosowania i dalsze badania
Wyniki tych badań mogą mieć zastosowanie nie tylko w przypadku grypy, ale także w szerokim zakresie innych chorób zakaźnych i zapalnych. Spadek poziomu kwasu sjalowego na przeciwciałach związany z wiekiem może częściowo wyjaśniać wysoką częstość występowania przewlekłego stanu zapalnego u osób starszych, co predysponuje je do rozwoju chorób serca, udarów, choroby Alzheimera, Parkinsona, nowotworów i innych schorzeń związanych ze starzeniem się.
W badaniach wzięli udział naukowcy z University of California, San Diego; Nuvig Therapeutics Inc.; University of Colorado; National Jewish Health; Washington University School of Medicine; National Institutes of Health oraz Howard Hughes Medical Institute.
Badania zostały sfinansowane przez National Institutes of Health (granty: R01AI150214, R01AI173203, 75N93029C00051, 5U01AI144616, R01AI178298 i UL1TR001866) oraz Howard Hughes Medical Institute.
Źródło: Stanford Medicine, Immunology fot. terovesalainen Adobe
