Ένα πρωτοποριακό εργαστηριακό μοντέλο της ανθρώπινης μύτης βοηθά τους επιστήμονες να καταλάβουν γιατί κάποιοι νοσούν βαριά με κρυολόγημα ενώ άλλοι αντιμετωπίζουν μόνο ήπια συμπτώματα. Οι ρινοϊοί – η πιο κοινή αιτία του κοινού κρυολογήματος- προκαλούν συμπτώματα όπως καταρροή, πονόλαιμο και ήπιο βήχα. Αλλά για ορισμένους ανθρώπους, οι λοιμώξεις από ρινοϊό είναι πολύ πιο σοβαρές. Ακόμη και η ίδια παραλλαγή ρινοϊού μπορεί να προκαλέσει πολύ διαφορετικά ιατρικά αποτελέσματα ανάλογα με το ποιον μολύνει. Τα ευρήματα της μελέτης αποτελούν ένα βήμα προς την ανάπτυξη αποτελεσματικών αντιικών θεραπειών κατά του κοινού κρυολογήματος.
Τα κύτταρα που φέρουν το κύριο βάρος των λοιμώξεων από κοινό κρυολόγημα είναι τα επιθηλιακά κύτταρα που επενδύουν τη μύτη. Όταν αυτά τα κύτταρα ανιχνεύουν μια ιογενή λοίμωξη, στέλνουν σήματα στο έμφυτο ανοσοποιητικό σύστημα – την πρώτη, μη εξειδικευμένη γραμμή άμυνας του οργανισμού ενάντια στα μικρόβια. Ορισμένοι από τους πρώτους παράγοντες άμυνας που ενεργοποιεί αυτό το σύστημα είναι μόρια που ονομάζονται ιντερφερόνες. Παρά το γεγονός ότι γνωρίζουμε ότι οι ιντερφερόνες παίζουν σημαντικό ρόλο στην καταπολέμηση των ιών, οι ερευνητές δυσκολεύονταν να κατανοήσουν ακριβώς πώς το κάνουν σε κυτταρικό επίπεδο.
Η νέα έρευνα, υπό την ηγεσία της Δρ Έλεν Φόξμαν, αναπληρώτριας καθηγήτριας εργαστηριακής ιατρικής και ανοσοβιολογίας στο Πανεπιστήμιο του Γέιλ, χρησιμοποίησε μια τεχνική που ονομάζεται αλληλουχία RNA μεμονωμένων κυττάρων (single-cell RNA sequencing), η οποία αποκαλύπτει ποιες πληροφορίες στέλνονται από το «κέντρο ελέγχου» ενός κυττάρου που περιέχει το DNA του. Η ανάλυση πραγματοποιήθηκε σε επίπεδο μεμονωμένων ρινικών επιθηλιακών κυττάρων.
Τι έδειξε η μελέτη
Η ομάδα καλλιέργησε αυτά τα κύτταρα σε ένα τρυβλίο που έμοιαζε πολύ με το εσωτερικό της ανθρώπινης μύτης. Στη συνέχεια, μόλυνε τα κύτταρα με έναν ρινοϊό. Ο συνδυασμός αυτών των δύο τεχνικών επέτρεψε στην ομάδα να αποκτήσει νέες γνώσεις για το πώς οι ρινοϊοί επηρεάζουν τα ρινικά κύτταρα, εξήγησε η Κλερ Λόιντ, ανοσολόγος του αναπνευστικού στο Imperial College του Λονδίνου, η οποία δεν συμμετείχε στη μελέτη.
«Νομίζω ότι ο συνδυασμός ενός πολυκυτταρικού οργανοειδούς (μύτη-σε-πιάτο) και αυτών των πολύ πιο ευαίσθητων και εξειδικευμένων τεχνικών μας επιτρέπουν να εξετάσουμε πώς επηρεάζονται τα κροσσωτά κύτταρα και τα κύτταρα που παράγουν βλέννα», δήλωσε η Λόιντ στο Live Science.
Τα κροσσωτά κύτταρα και τα κύτταρα παραγωγής βλέννας βρίσκονται και τα δύο στην επένδυση της μύτης. Η αρχική παρατήρηση της Φόξμαν ήταν ότι, ακόμα και όταν απομονώνονταν από το υπόλοιπο σώμα, τα ρινικά κύτταρα ήταν αρκετά ικανά να καταπολεμήσουν τους ρινοϊούς.
«Κατά τη διάρκεια μιας βέλτιστης αντίδρασης, οι ιοί μολύνουν μόνο περίπου το 1% των κυττάρων, και η μόλυνση αρχίζει να υποχωρεί μέσα σε λίγες μέρες», δήλωσε η Φόξμαν. Αλλά όταν η ομάδα εξέθεσε τα κύτταρα σε ένα φάρμακο που καταστέλλει τη σηματοδότηση των ιντερφερονών, οι προηγουμένως ανθεκτικές άμυνες των κυττάρων άρχισαν να καταρρέουν.
Στις τελευταίες αυτές συνθήκες, περισσότερα από 30% των κυττάρων μολύνθηκαν και η ανοσολογική αντίδραση έγινε πιο έντονη. Τα επίπεδα προφλεγμονωδών μορίων, συμπεριλαμβανομένων των κυτοκινών, αυξήθηκαν απότομα, και υπήρξε σημαντική αύξηση στην παραγωγή πρωτεϊνών βλέννας.
Ελλείψει ιντερφερονών, μία πρωτεΐνη φάνηκε να είναι ο κύριος αγωγός αυτής της υπερδραστήριας απόκρισης: ο πυρηνικός παράγοντας κάπα Β (NF-κB). Η απρόσμενη απόκριση έμοιαζε με την αντίδραση που συχνά οδηγεί σε επιπλοκές σοβαρής λοίμωξης από ρινοϊό σε ευάλωτους ασθενείς.
Ωστόσο, η Λόιντ προειδοποίησε ότι τα αντιιικά που στοχεύουν στην ανοσολογική απόκριση θα πρέπει να επιτύχουν μια προσεκτική ισορροπία.
«Το ανοσοποιητικό σύστημα είναι πολύ πολύπλοκο», είπε η Λόιντ. «Αν μπλοκάρεις εντελώς το NF-κB, τότε μπλοκάρεις όλα τα είδη κυτοκινών και χημοκινών, δηλαδή μπλοκάρεις ολόκληρη την φλεγμονώδη αντίδραση».
Η ομάδα της Φόξμαν δοκίμασε ορισμένους αντιιούς στα κυτταρικά της μοντέλα, συμπεριλαμβανομένου ενός πειραματικού φαρμάκου που ονομάζεται ρουπιντριβίρη (rupintrivir). Αυτό το φάρμακο ήταν ιδιαίτερα αποτελεσματικό στην καταστολή μιας υπερδραστήριας ανοσολογικής αντίδρασης, τουλάχιστον στα εργαστηριακά μοντέλα. Η ρουπιντριβίρη είχε προηγουμένως αποτύχει να καταστείλει τις λοιμώξεις από ρινοϊό σε κλινικές δοκιμές με ασθενείς.
Ωστόσο, οι συγγραφείς της μελέτης πρότειναν ότι το φάρμακο μπορεί να έχει μια «δεύτερη ζωή» ως θεραπεία για την καταστολή υπερδραστήριων ανοσολογικών αντιδράσεων σε ευάλωτες ομάδες, όπως ασθενείς με ΧΑΠ (Χρόνια Αποφρακτική Πνευμονοπάθεια).
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Cell Press Blue.
Πηγή: Live Science
