Результаты исследования, проведенного международной научной группой под руководством Научно-исследовательского института трансляционной геномики (TGen), филиала City of Hope, предполагают, что, как если бы вы вылили воду на устье перед откачкой, клетки дыхательных путей пациентов с хронической легочной болезнью болезни "загрунтованный" для заражения вирусом COVID-19, что приводит к более тяжелым симптомам, худшим исходам и большей вероятности смерти.
В исследовании, опубликованном сегодня в Nature Communications, подробно описаны генетические изменения, вызванные хроническим заболеванием легких, в молекулярном составе различных клеток, включая эпителиальные клетки, выстилающие легкие и дыхательные пути. В исследовании подробно рассказывается, как эти изменения могут помочь SARS-CoV-2, вирусу, вызывающему COVID-19, проникнуть в организм, воспроизвести и вызвать неконтролируемый иммунный ответ, который наполняет легкие жидкостью и часто приводит к пациентам. нуждаются в респираторах и длительной госпитализации.
Команда использовала технологию секвенирования одноклеточной РНК, чтобы детализировать генетический код 611 398 клеток из различных баз данных, представляющих как здоровые (контрольные) легкие, так и клетки с хроническим заболеванием легких. Секвенирование и анализ позволили исследователям определить молекулярные характеристики, которые могут быть причиной худших исходов COVID-19.
"Наши результаты показывают, что пациенты с хроническим заболеванием легких молекулярно более восприимчивы к инфекции SARS-CoV-2," сказал Николай Банович, к.D., доцент отдела комплексной онкологической геномики TGen и один из старших авторов исследования. Доктор. Банович – ведущий участник биологической сети легких атласа клеток человека, десятки членов которой, представляющие более 80 учреждений по всему миру, также внесли свой вклад в это исследование.
Кроме того, пожилой возраст, мужской пол, курение и сопутствующие заболевания, такие как высокое кровяное давление, ожирение и диабет, являются факторами риска COVID-19, которые усугубляются хроническими заболеваниями легких, такими как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), Интерстициальное заболевание легких (ILD), и особенно идиопатический фиброз легких (IPF), прогрессирующее рубцевание и уплотнение легочной ткани.
"На ранней стадии пандемии было признано, что пациенты с хроническими заболеваниями легких подвергаются особенно высокому риску тяжелой формы COVID-19, и нашей целью было получить представление о клеточных и молекулярных изменениях, ответственных за это," сказал Джонатан Кропски, M.D., Адъюнкт-профессор медицины и клеточной биологии и биологии развития в Медицинском центре Университета Вандербильта и соавтор исследования.
Изменения в клетках легких и иммунных клетках
Исследователи специально искали изменения в клетках AT2, основном типе эпителиальных клеток легких, уделяя особое внимание клеточным путям и уровням экспрессии генов, связанных с COVID-19. Они создали "оценка проникновения вируса," совокупность всех генов, связанных с SARS-CoV-2, и была обнаружена более высокая оценка среди клеток пациентов с хроническим заболеванием легких.
Они также исследовали изменения в иммунных клетках и обнаружили нарушение регуляции экспрессии генов, связанное с гипервоспалением и устойчивым производством цитокинов, двумя характерными симптомами тяжелой инфекции SARS-CoV-2. Так называемые цитокиновые бури у пациентов с COVID-19 запускают каскад иммунных клеток, которые наводняют легкие, вызывая серьезное повреждение органов.
"Генетические изменения в иммунных клетках, особенно в специализированных лейкоцитах, известных как Т-клетки, могут снизить иммунный ответ пациента на вирусную инфекцию и привести к более высокому риску тяжелого заболевания и неблагоприятным исходам у пациентов с хроническим заболеванием легких," сказал Линь Буй, доктор философии.D., постдокторант в докторантуре. Лаборатория Бановича и один из ведущих авторов исследования.
"Наши данные показывают, что иммунная микросреда как на молекулярном, так и на клеточном уровнях в легких, поврежденных хроническими заболеваниями, может способствовать тяжелой форме COVID-19," Доктор. Буй сказал.
Значительный вклад в это исследование внесли: Медицинский центр Университета Вандербильта, Йельская школа медицины, Гарвардская медицинская школа, Медицинский колледж Бейлора и Медицинский центр Департамента по делам ветеранов. Плюс несколько институтов в Великобритании, в том числе: Имперский колледж Лондона, Фонд национальной системы здравоохранения Royal Brompton и Harefield, Медицинская школа Эдинбургского университета и Королевский лазарет Эдинбурга.