Komórki odpornościowe uwalniają białka zwane cytokinami, które ostrzegają resztę układu odpornościowego o obecności wirusa. www.scientificanimations.com, CC BY-SA
Zabójcą nie jest wirus, ale odpowiedź immunologiczna.
Obecna pandemia jest wyjątkowa nie tylko dlatego, że jest spowodowana przez nowy wirus, który naraża wszystkich na ryzyko, ale także dlatego, że zakres wrodzonych odpowiedzi immunologicznych jest zróżnicowany i nieprzewidywalny. W niektórych jest wystarczająco silny, by zabić. W innych jest stosunkowo łagodny.
Moje badania dotyczą odporności wrodzonej. Odporność wrodzona jest wrodzoną obroną człowieka przed patogenami, które instruują adaptacyjny układ odpornościowy organizmu do wytwarzania przeciwciał przeciwko wirusom. Te odpowiedzi przeciwciał można później wykorzystać do opracowania metod szczepień. Praca w laboratorium of Laureat Nagrody Nobla Bruce Beutler, jestem współautorem papier to wyjaśniało, w jaki sposób komórki tworzące wrodzony układ odpornościowy organizmu rozpoznają patogeny i jak ogólnie nadmierna reakcja na nie może być szkodliwa dla gospodarza. Dotyczy to szczególnie pacjentów z COVID-19, którzy nadmiernie reagują na wirusa.
Śmierć komórki – szachowa gra poświęcenia
Badam odpowiedź zapalną i śmierć komórek, które są dwoma głównymi składnikami odpowiedzi wrodzonej. Białe krwinki zwane makrofagami wykorzystują zestaw czujników do rozpoznawania patogenu i wytwarzania białek zwanych cytokinami, które wywołują stan zapalny i rekrutują inne komórki wrodzonego układu odpornościowego do pomocy. Ponadto makrofagi instruują adaptacyjny układ odpornościowy, aby poznał patogen i ostatecznie wyprodukował przeciwciała.
Aby przetrwać w gospodarzu, skuteczne patogeny wyciszają odpowiedź zapalną. Robią to poprzez blokowanie zdolności makrofagów do uwalniania cytokin i ostrzegania reszty układu odpornościowego. Aby przeciwdziałać wyciszeniu wirusa, zakażone komórki popełniają samobójstwo lub śmierć komórki. Choć szkodliwa na poziomie komórkowym, śmierć komórki jest korzystna na poziomie organizmu, ponieważ zatrzymuje proliferację patogenu.
Na przykład patogen, który spowodował dżumę dymieniczą, która zabiła połowę populacji ludzkiej w Europa między 1347 a 1351, był w stanie wyłączyć lub uciszyć białe krwinki ludzi i rozmnażać się w nich, ostatecznie powodując śmierć jednostki. Jednak u gryzoni infekcja przebiegała inaczej. Umierały tylko zakażone makrofagi gryzoni, co ograniczało namnażanie się patogenu w organizmach gryzoni, co umożliwiało im przeżycie.
„Cicha” reakcja na zarazę jest uderzająco różna od gwałtownej reakcji na SARS-CoV-2, wirusa wywołującego COVID-19. Sugeruje to, że utrzymanie właściwej równowagi odpowiedzi wrodzonej ma kluczowe znaczenie dla przeżycia pacjentów z COVID-19.
Grawerunek w stylu vintage przedstawiający martwy wózek zbierający ciała ofiar zarazy podczas ostatniej Wielkiej Plagi w Londynie, która trwała od 1665 do 1666 roku. Duncan1890/Getty Images
Droga do burzy cytokin
Oto jak nadmierna reakcja układu odpornościowego może zagrozić osobie walczącej z infekcją.
Niektóre z białek wywołujących stan zapalny, zwane chemokinami, ostrzegają inne komórki odpornościowe – takie jak neutrofile, które są profesjonalnymi pożeraczami drobnoustrojów – o zebraniu się w miejscu infekcji, gdzie mogą dotrzeć jako pierwsze i strawić patogen.
Inne cytokiny – takie jak interleukina 1b, interleukina 6 i czynnik martwicy nowotworu – kierują neutrofile z naczyń krwionośnych do zakażonej tkanki. Cytokiny te mogą przyspieszać bicie serca, podnosić temperaturę ciała, wyzwalać zakrzepy krwi, które zatrzymują patogen i stymulować neurony w mózgu do modulowania temperatury ciała, gorączki, utraty wagi i innych reakcji fizjologicznych, które wyewoluowały w celu zabicia wirusa.
Kiedy produkcja tych samych cytokin jest niekontrolowana, immunolodzy opisują sytuację jako „burzę cytokinową”. Podczas burzy cytokinowej naczynia krwionośne rozszerzają się dalej (wasolidacja), co prowadzi do niskiego ciśnienia krwi i rozległego uszkodzenia naczyń krwionośnych. Burza powoduje napływ białych krwinek do płuc, które z kolei przywołują więcej komórek odpornościowych, które atakują i zabijają komórki zakażone wirusem. Rezultatem tej bitwy jest gulasz z płynów i martwych komórek, a następnie niewydolność narządów.
Burza cytokin jest centralnym elementem patologii COVID-19 z niszczycielskimi konsekwencjami dla gospodarza.
Gdy komórki nie zdołają przerwać odpowiedzi zapalnej, wytwarzanie cytokin powoduje nadaktywność makrofagów. Nadmiernie aktywowane makrofagi niszczą komórki macierzyste w szpiku kostnym, co prowadzi do anemii. Podwyższona interleukina 1b powoduje gorączkę i niewydolność narządową. Nadmierny czynnik martwicy nowotworu powoduje masową śmierć komórek wyściełających naczynia krwionośne, które ulegają skrzepnięciu. W pewnym momencie burza staje się nie do powstrzymania i nieodwracalna.
Leki, które przełamują burzę cytokin
Jedna ze strategii leczenia COVID jest częściowo oparta na przerwaniu błędnego koła „burzy cytokinowej”. Można to zrobić za pomocą przeciwciał do blokowania głównych mediatorów burzy, takich jak IL6 lub jej receptor, który jest obecny we wszystkich komórkach ciała.
Hamowanie czynnika martwicy nowotworu Można to osiągnąć za pomocą zatwierdzonych przez FDA leków przeciwciałowych, takich jak Remicade lub Humira lub z rozpuszczalnym receptorem, takim jak Enbrel (pierwotnie opracowany przez Bruce'a Beutlera), który wiąże się z czynnikiem martwicy nowotworu i zapobiega wywoływaniu przez niego stanu zapalnego. ten światowy rynek inhibitorów czynnika martwicy nowotworu wynosi 22 miliardy USD.
Leki, które blokują różne cytokiny, są obecnie w badaniach klinicznych, aby sprawdzić, czy są skuteczne w powstrzymywaniu śmiertelnej spirali COVID-19.
O autorze
Alexander (Sasha) Poltorak, profesor immunologii, Tufts University
Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.
Powiązane książki:
Ciało utrzymuje wynik: mózg, umysł i ciało w leczeniu traumy
przez Bessela van der Kolka
Ta książka bada powiązania między traumą a zdrowiem fizycznym i psychicznym, oferując spostrzeżenia i strategie leczenia i powrotu do zdrowia.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Oddech: nowa nauka o utraconej sztuce
przez Jamesa Nestora
Ta książka bada naukę i praktykę oddychania, oferując spostrzeżenia i techniki poprawy zdrowia fizycznego i psychicznego.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Paradoks roślin: ukryte zagrożenia w „zdrowej” żywności, które powodują choroby i przyrost masy ciała
przez Stevena R. Gundry'ego
Ta książka bada powiązania między dietą, zdrowiem i chorobami, oferując spostrzeżenia i strategie poprawy ogólnego stanu zdrowia i dobrego samopoczucia.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Kod odpornościowy: nowy paradygmat prawdziwego zdrowia i radykalnego przeciwdziałania starzeniu się
autorstwa Joela Greene'a
Ta książka oferuje nowe spojrzenie na zdrowie i odporność, opierając się na zasadach epigenetyki i oferując spostrzeżenia i strategie optymalizacji zdrowia i starzenia się.
Kliknij, aby uzyskać więcej informacji lub zamówić
Kompletny przewodnik po poście: uzdrawiaj swoje ciało poprzez post przerywany, co drugi dzień i przedłużony
autorstwa dr Jasona Funga i Jimmy'ego Moore'a
Ta książka bada naukę i praktykę postu, oferując spostrzeżenia i strategie poprawy ogólnego stanu zdrowia i dobrego samopoczucia.
