A tudósok megállapították, hogy az orrüreget bélelő sejtek alkotják az egyszerű megfázás elleni védelem első vonalát: közvetlenül a megfertőződést követően szorosan együttműködve blokkolják a rhinovírust. Egy gyors vírusellenes válasz még a tünetek megjelenése előtt megállíthatja a vírust. Ha ez a reakció gyengül vagy késik, a vírus tovább terjed, és gyulladást, valamint légzési problémákat okoz. A tanulmány rámutat, hogy a szervezet reakciója fontosabb tényező, mint maga a vírus.
A megfázás súlyossága nagyban függ attól, hogy milyen gyorsan reagál az orr.
Amikor a rhinovírus – a megfázás leggyakoribb kórokozója – bejut az orrjáratokba, az orrüreget bélelő sejtek azonnal összehangolt védekezésbe kezdenek. Ezek a sejtek vírusellenes mechanizmusok széles körét aktiválják, amelyek célja a vírus visszaszorítása és terjedésének megakadályozása. Egy január 19-én a Cell Press Blue folyóiratban megjelent tanulmány szerzői bemutatják, hogy ez a korai sejtszintű válasz meghatározó szerepet játszik abban, hogy valaki megbetegszik-e, és ha igen, milyen súlyosak lesznek a tünetei. Az eredmények arra utalnak, hogy a szervezet rhinovírusra adott reakciója sokszor fontosabb, mint maga a vírus.
„A rhinovírus, mint a megfázás leggyakoribb okozója, és az asztmában vagy más krónikus tüdőbetegségben szenvedők légzési problémáinak is jelentős kiváltója; rendkívül fontos szerepet játszik az emberi egészségben” – mondja Ellen Foxman, a tanulmány vezető szerzője, Yale Egyetem Orvostudományi Karáról. „Ez a kutatás lehetővé tette, hogy bepillantsunk az emberi orrnyálkahártyába, illetve sejt- és molekuláris szinten is megfigyeljük, mi történik rhinovírus-fertőzés során.”
Laboratóriumban növesztett emberi orrszöveti modell
A kutatócsoport laboratóriumi körülmények között növesztett emberi orrszöveti modellt épített fel, és így vizsgálta az orrsejteknek a fertőzésre adott válaszát. Négy héten át tenyésztettek orrból nyert őssejtet, miközben a szövet felső felszínét levegőnek tették ki. Ez elősegítette a sejtek érettebb szerkezetté való fejlődését, amely nagymértékben hasonlít az orrjáratok és a légutak belső bélésére.
Az így létrehozott szövet az emberi légutakban megtalálható számos sejttípust, köztük váladéktermelő sejteket és csillós sejteket tartalmazott. A csillók apró, szőrszerű képletek, amelyek segítenek kiszállítani a váladékot és az abban megkötött részecskéket a tüdőből.
„Ez a modell sokkal pontosabban tükrözi az emberi szervezet reakcióit, mint a virológiai kutatásokban hagyományosan alkalmazott sejtvonalak” – mondja Foxman. „Mivel a rhinovírus kizárólag az emberben okoz betegséget, más állatokban nem, az emberi szövetek organotipikus modelljei különösen értékesek ennek a vírusnak a vizsgálatában.”
Interferonok és a korai vírusellenes védelem
A modell segítségével a kutatók nyomon tudták követni, hogyan reagál egyszerre több ezer egyedi sejt a fertőzés során. Megvizsgálták azt is, hogy mi történik, ha blokkolják azokat a sejtérzékelőket, amelyek a rhinovírus felismeréséért felelősek. A kísérletek egy hatékony, interferonok által koordinált védelmi rendszert tártak fel. Az interferonok olyan fehérjék, amelyek zavarják a vírus sejtbe jutását és szaporodását.
Amikor az orrüreget bélelő sejtek rhinovírust észlelnek, interferonokat bocsátanak ki, amelyek nemcsak a fertőzött sejtekben, hanem a szomszédos egészséges sejtekben is aktiválják a vírusellenes védelmet. Ez az összehangolt reakció megnehezíti a vírus szaporodását és terjedését. Ha az interferonválasz gyors, a fertőzés korán megfékezhető. Amikor a kutatók blokkolták ezt a választ, a vírus gyorsan terjedt, jóval több sejtet fertőzött meg, és komoly károsodást okozott. Egyes esetekben a fertőzött organoidok elpusztultak.
„Kísérleteink megmutatják, milyen kritikus és hatékony az interferonválasz gyorsasága a rhinovírus-fertőzés kordában tartásában – még immunsejtek jelenléte nélkül is” – mondja Bao Wang, a Yale Egyetem Orvostudományi Karának szerzője.
Amikor a vírus szaporodása káros reakciókat vált ki
A tanulmány emellett feltárt olyan további reakciókat is, amelyek a vírus gyorsabb szaporodásakor következnek be. Ilyen körülmények között a rhinovírus egy külön érzékelőrendszert is aktiválhat, ami arra készteti mind a fertőzött, mind az egészséges sejteket, hogy nagy mennyiségű váladékot és gyulladásra utaló jeleket termeljenek. Ez a reakció hozzájárulhat a légutak gyulladásához és a légzési nehézségekhez.
A kutatók szerint ezek a mechanizmusok hasznos célpontok lehetnek a káros tünetek csökkentésére irányuló, ugyanakkor a hatékony vírusellenes védelmet fenntartó kezelések fejlesztéséhez.
A modell korlátai és a jövőbeli kutatások
A kutatócsoport megjegyzi, hogy organoid modelljük kevesebb sejttípust tartalmaz, mint amennyi az emberi szervezetben jelen van. Valódi fertőzések esetén további sejtek – köztük immunsejtek – is a fertőzés helyszínére áramlanak, hogy részt vegyenek a vírus elleni küzdelemben. A kutatók szerint annak megértése, hogyan befolyásolják ezek a további sejttípusok, valamint az orrjáratok és a légutak környezeti tényezői a szervezet rhinovírusra adott válaszát, a jövőbeli munka fontos fókuszát fogja képezni.
„Tanulmányunk megerősíti azt a paradigmát, hogy a szervezet vírusra adott reakciói – a vírus saját tulajdonságaival szemben – döntő fontosságúak abban, hogy egy vírus betegséget okoz-e, és ha igen, mennyire súlyosat” – mondja Foxman. „A védelmi mechanizmusok célzása izgalmas lehetőség az új terápiák terén.”
Forrás: Cell Press
