COVID-19 тихо саботує імунну систему людини

Дослідники виявили, що SARS-CoV-2 маніпулює імунною системою людини, змушуючи клітини виробляти нефункціональні білки, що перешкоджає противірусному захисту організму. Це новаторське дослідження, проведене командами з престижних бразильських університетів, висвітлює потенційні мішені для нових методів лікування COVID-19, підкреслюючи важливість відновлення нормальної обробки РНК в інфікованих клітинах.

Стратегії уникнення імунітету SARS-CoV-2

Щоб уникнути імунної відповіді організму людини, SARS-CoV-2, коронавірус, що викликає COVID-19, використовує механізм захисних клітин для індукції експресії непродуктивних ізоформ ключових противірусних генів — варіабельних форм генів, які виникають в результаті порушених процесів сплайсингу або транскрипції і не кодують функціональні (захисні) білки. Це ключовий висновок дослідження, проведеного вченими з Єврейської бразильської лікарні імені Альберта Ейнштейна (HIAE), Університету Сан-Паулу (USP) та Федерального університету штату Мінас-Жерайс (UFMG). Стаття про дослідження, яке пропонує основу для розробки нових терапевтичних стратегій для боротьби з COVID-19, була опублікована в Міжнародному журналі молекулярної науки (International Journal of Molecular Science).

Інші віруси, в тому числі коронавіруси, також спотворюють виробництво білків, порушуючи сплайсинг месенджерних РНК (мРНК), але SARS-CoV-2 йде далі, блокуючи експресію інтерферонів, сімейства білків, які допомагають імунній системі боротися з інфекцією, і модулюючи специфічні імунні клітини. Відсутність точних деталей щодо цього процесу є основною перешкодою для розробки нових методів лікування COVID-19.

Дослідження нестабільної мРНК та дисфункції білків

У дослідженні, яке фінансувалося FAPESP, вчені поставили собі за мету підтвердити гіпотезу, запропоновану в науковій літературі, про те, що виробництво нестабільних ізоформ мРНК може призвести до виникнення нефункціональних білків.

Для цього вони провели інтегративний аналіз, який об’єднав кілька наборів транскриптомних і протеомних даних, щоб отримати детальну характеристику ландшафту інфікованої клітини-хазяїна як in vitro, так і in vivo.

Результати молекулярного аналізу та висновки

Вони виявили, що інфікування SARS-CoV-2 викликало переважну експресію непродуктивних ізоформ сплайсингу в ключових генах, пов’язаних з імунною системою та противірусною відповіддю (сигнальні гени ІФН, ISGs, гени MHC класу I та гени сплайсингу, такі як IRF7, OAS3, HLA-B та HNRNPH1). Ці гени також виробляли менше «нормальних» білків, які, в свою чергу, були більш сприйнятливими до атаки вірусних білків.

З іншого боку, гени запальних цитокінів і хемокінів (такі як IL6, CXCL8 і TNF) в основному виробляли продуктивні ізоформи сплайсингу у відповідь на інфекцію.

«Хоча на тему транскриптоміки COVID-19 опубліковано понад 50 робіт, ми вперше продемонстрували цю вірусну стратегію на молекулярному рівні. Більше того, ми використовували лише загальнодоступні дані, — сказала Глорія Регіна Франко, професор Інституту біологічних наук (ICB) в UFMG і останній автор статті.

«Демонструючи молекулярну взаємодію між SARS-CoV-2 та механізмом сплайсингу хазяїна, ми надаємо фундаментальну інформацію про потенційні мішені для противірусних препаратів та імуномодулюючих втручань. Наші висновки можуть бути використані, наприклад, для орієнтації терапії, яка відновлює нормальну обробку РНК під час вірусних інфекцій», — сказав Хелдер Такаші Імото Накая, старший науковий співробітник HIAE, професор Школи фармацевтичних наук (FCF) Університету США, і передостанній автор статті.

Довгий COVID та майбутні пандемії

Хоча пандемія COVID-19 закінчилася, нові публікації на цю тему завжди важливі, каже Накая. «Нові коронавіруси можуть викликати важкі пандемії. Поява SARS-CoV-3, SARS-CoV-4 і так далі цілком імовірна. Чим більше ми дізнаємося про те, як працюють ці віруси, тим краще», — додав він.

Більше досліджень про шкоду, спричинену вірусом на молекулярному рівні, також важливо у світлі поширених повідомлень про затяжний COVID — проблему, з якою стикаються мільйони людей у всьому світі і якій все частіше не приділяють належної уваги.