Ученые из Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute определили датчик в легких человека, который обнаруживает SARS-CoV-2 и сигнализирует о том, что пора принять противовирусный ответ. Исследование, опубликованное сегодня в Cell Reports, дает представление о молекулярных основах тяжелого заболевания и может позволить разработать новые стратегии лечения и профилактики COVID-19.
"Наше исследование показало, что MDA-5 – это иммунный полицейский, которому поручено следить за SARS-CoV-2 и вызывать подкрепление," говорит Сумит Чанда, доктор философии.D., директор программы иммунитета и патогенеза в Sanford Burnham Prebys и старший автор исследования. "MDA-5 распознает реплицирующиеся вирусы в клетках легких и активирует интерферон, собственный передовой защитник организма от вирусного вторжения. Без должного интерферонового ответа вирусные инфекции могут привести к смертельным неконтролируемым воспалительным реакциям."
В новом исследовании было изучено 16 белков, связывающих вирусную РНК в эпителиальных клетках легких человека, и определено, что MDA-5 является основным сенсором, ответственным за активацию интерферона. MDA-5 обнаруживает двухцепочечную вирусную РНК – форму, которую принимает вирус SARS-CoV-2, когда он реплицируется для распространения инфекции. До этого исследования было известно, что активация интерферона является ключом к скоординированному иммунному ответу на вирус, но дозорный переключатель, который контролирует этот процесс, был неизвестен.
"Понимание биологии вируса и того, как он обнаруживается, имеет первостепенное значение для борьбы с инфекцией и распространением болезней," говорит Чанда. "SARS-CoV-2, по-видимому, отключает врожденный иммунитет нашей системы наблюдения, который в случае SARS-CoV-2 контролируется MDA-5, и предотвращает активацию интерферона. Именно реакция интерферона вызывает последующую активацию многих генов, которые проявляют противовирусную активность – и данные свидетельствуют о том, что нам нужна эта активность, чтобы контролировать ранние стадии вирусной инфекции и избегать наихудших исходов COVID-19.
"Сможет ли наш организм победить наступательную тактику вируса и активировать интерферон, сильно влияет на тяжесть заболевания. Предыдущие исследования показали, что ответ на интерферон выше у пациентов с легкой и средней степенью тяжести по сравнению с пониженным уровнем у пациентов в критическом состоянии," добавляет Чанда.
По данным Всемирной организации здравоохранения, по состоянию на январь 2020 года было зарегистрировано почти 87 миллионов подтвержденных случаев COVID-19, в том числе почти 1.9 миллионов смертей. Хотя Ремдесивир и два препарата для лечения антител получили разрешение FDA на экстренное применение, число случаев заболевания продолжает расти. Недавно одобренные вакцины быстро внедряются во всем мире, чтобы положить конец кризису, однако некоторые люди испытывают тяжелые аллергические реакции на прививки.
"По-прежнему существует огромная потребность в разработке эффективных методов лечения COVID-19 и подготовке к будущим вспышкам," говорит Чанда. "Возможно, что пациенты, которые заболели в критическом состоянии, имеют дефицит сигнального пути интерферона. Это исследование открывает новые возможности для лечения, усиливающего передачу сигналов MDA-5 для повышения уровня интерферона на ранней стадии инфекции и предотвращения тяжелого заболевания.
"Это также создает возможности для разработки вакцин против COVID-19, которые включают адъювант (ы) для усиления передачи сигналов MDA-5. Это будут препараты, в которых используется меньше «вакцины», чтобы минимизировать токсичность и побочные эффекты," добавляет Чанда.