Naukowcy z laboratorium dr Jenny Ting, wybitnej profesor genetyki im. Williama Kenana oraz profesor mikrobiologii i immunologii, poczynili liczne odkrycia dotyczące tego, w jaki sposób śmierć komórek spowodowana zakażeniem wirusem SARS-CoV-2 może bezpośrednio wpływać na postęp choroby.

CHAPEL HILL, Karolina Północna – Badaczki Jenny Ting, dr n. med., profesor genetyki im. Williama Kenana oraz profesor mikrobiologii i immunologii na Wydziale Medycznym UNC, a także Kaixin Liang, dr n. med., badaczka podoktorska w laboratorium Ting, odkryły, w jaki sposób wirus COVID-19 powoduje śmierć komórek wyściełających ludzkie drogi oddechowe.

Ich odkrycia, które opublikowano w Nauka Immunologiawykazały, że zainfekowane komórki i niezainfekowane komórki obserwujące przechodzą różne wersje śmierci komórkowej. Naukowcy doszli również do wniosku, że wyższe poziomy replikacji wirusa bezpośrednio wpływają na ciężkość choroby i wyższe poziomy śmierci komórkowej w różnych wariantach SARS-CoV-2 budzących obawy.

Zaprogramowana śmierć komórki jest ważną częścią rozwoju komórek, układu odpornościowego i infekcji wirusowej. Istnieją trzy dobrze zbadane formy. Apoptoza to wysoce regulowany proces, który pozwala komórkom obumrzeć bez powodowania szkody dla otaczającej tkanki, podczas gdy nekroptoza powoduje stan zapalny i uszkodzenie tkanki. Pyroptoza to forma śmierci komórki, która powoduje rozległy stan zapalny, gdy komórki się rozkładają.

„Ponieważ odkryliśmy, że nekroptoza jest bezpośrednio spowodowana infekcją SARS-CoV-2, podczas gdy apoptoza i piroptoza są wtórne, nekroptoza stanowi idealny cel terapeutyczny, ponieważ jest inicjatorem tej kaskady śmierci komórkowej” — powiedziała Katherine Barnett, dr, adiunkt w laboratorium Ting i współautorka pierwszej publikacji. „Będzie ciekawie uzupełnić nasze badania podstawowe o więcej badań translacyjnych”.

Pod mikroskopem naukowcy odkryli, że zainfekowane komórki w drogach oddechowych doświadczają nekroptozy, formy śmierci komórkowej związanej z uszkodzeniem tkanek. Kiedy przyjrzeli się bliżej niezainfekowanym komórkom otaczającym zainfekowane komórki, naukowcy dokonali zaskakującego odkrycia. Ting i Liang zaobserwowali, że komórki te przechodzą apoptozę, „cichą” formę śmierci komórkowej, po której następuje piroptoza, bardziej agresywny, zapalny rodzaj śmierci komórkowej.

„Trudno jest odróżnić zdarzenia śmierci komórki od komórki do komórki, ale cieszę się, że udało nam się to zrobić i pokazać różne rodzaje śmierci komórki w komórkach zakażonych i niezakażonych” — powiedział Kaixin Liang, dr, BDS, adiunkt w laboratorium Ting i współautor pierwszego artykułu. „Chociaż nadal długa droga do ujawnienia złożoności współzależności między zdarzeniami śmierci komórki, zrobiliśmy krok naprzód w kierunku ostatecznego celu”.

Po raz pierwszy opisano, że zdarzenia śmierci różnią się między zakażonymi i niezakażonymi komórkami nabłonka dróg oddechowych podczas zakażenia SARS-CoV-2. Wyniki te sugerują, że śmierć komórek może bezpośrednio wpływać na postęp choroby u pacjentów.

Wykorzystując linie komórkowe, pierwotne komórki nabłonka dróg oddechowych u ludzi, modele mysie i inne modele chorób, naukowcy porównali i przeciwstawili śmierć komórek w dwóch wariantach budzących obawy, aby ustalić, czy istnieje związek między śmiercią komórek a ciężkością choroby. Zweryfikowali, że modele myszy zakażone wariantem Delta wirusa SARS-CoV-2 doświadczyły wyższych wskaźników replikacji wirusa i śmierci komórek niż modele myszy zakażone wariantem Omicron.

Kontakt z mediami: Kendall DanielsSpecjalista ds. komunikacji, UNC Health | UNC School of Medicine