Исследован ответ естественных киллеров при COVID-19

Шведские ученые установили, что клетки — естественные киллеры (NK) активируются еще на раннем этапе инфицирования COVID-19, причем состав этой популяции клеток иммунной системы различается при средней и высокой тяжести болезни. Вклад естественных киллеров в патогенез коронавирусной инфекции еще предстоит оценить.

Credit:
Igor Zakharevich | 123rf.com

Иммунопатология коронавирусной пневмонии — гиперактивный или неверно нацеленный иммунный ответ — может привести к острому респираторному дистресс-синдрому (ОРДС), полиорганной недостаточности и смерти. В последнее время было много публикаций об адаптивном иммунитете во время COVID-19, как о гуморальном (опосредованном антителами), так и о Т-клеточном иммунном ответе. Значительно меньше известно о роли врожденного иммунного ответа.

Естественные киллеры (NK-клетки) — крупные цитотоксические лимфоциты, которые уничтожают клетки, инфицированные вирусами и бактериями, а также раковые клетки. В отличие от Т-киллеров, они не нуждаются в презентации антигенов для активации, что обеспечивает более быстрый иммунный ответ. Однако NK-клетки способны также влиять на T-лимфоцитный ответ и макрофаги. Существует две популяции естественных киллеров: NK-клетки CD56bright, продуцирующие цитокины, и CD56dim, уничтожающие клетки.

Ученые из Каролинского института и больницы при Каролинском университете (Стокгольм) отобрали для эксперимента 27 пациентов с COVID-19 (10 умеренных и 17 тяжелых), контрольную группу составили серонегативные по IgG к новому коронавирусу и не имеющие симптомов на момент взятия анализа.

Чтобы получить характеристики NK-клеточного ответа, мононуклеарные клетки периферической крови больных и здоровых людей анализировали с помощью 28-цветной проточной цитометрии, сфокусированной на NK-клетки. Кроме того, исследовали сигнатуры NK-клеток в бронхоальвеолярном лаваже (смыве из дыхательных путей) методом секвенирования РНК единичных клеток. Секвенирование РНК выявляет отличия в экспрессии генов, а это, в свою очередь, позволяет делать выводы об активности клеток иммунной системы.

В крови пациентов с COVID-19 процентная доля NK-клеток не изменилась, а их абсолютное количество было ниже, чем у контрольной группы. Однако значительная их доля была активирована, как при тяжелом, так и при умеренном течении, что четко отличало больных от контроля. Анализ РНК-сигнатур в дыхательных путях подтвердил сильную активацию. При этом умеренное заболевание было связано с увеличением количества Т-клеток и NK-клеток, в то время как у тяжелобольных пациентов были повышены нейтрофилы и воспалительные моноциты.

С тяжестью заболевания коррелировали также различные иммунотипы NK-клеток. Естественные киллеры в крови тяжелых пациентов активно экспрессировали маркеры, которые говорили о повышенном присутствии адаптивных NK-клеток (то есть тех, что ведут себя сходно с клетками адаптивного иммунного ответа, например, демонстрируют способность к иммунологической памяти и размножению в ответ на презентированный вирусный антиген). Такая картина характерна, например, для цитомегаловирусной инфекции, особенно с сопутствующими другими острыми инфекциями. Среди пациентов были несколько человек с антителами к ЦМВ, но это никак не коррелировало с показателями адаптивных NK-клеток, так что можно было сделать вывод, что данный показатель связан именно с тяжестью COVID-19. Это первый случай, когда увеличение количества адаптивных NK-клеток описано при коронавирусной инфекции, отмечают авторы.

Интерфероновый ответ оказался более сильным в NK-клетках от умеренных пациентов с COVID-19, иными словами, тяжелая форма COVID-19 связана с ослаблением ответа.

Авторы также исследовали, как связаны функциональные характеристики естественных киллеров с лабораторными показателями тяжелого протекания болезни (высокие уровни нейтрофилов, IL-6, D-димера и С-реактивного белка). Уровни экспрессии перфорина и гранзима B в CD56bright коррелировали с уровнем интерлейкина-6. Перфорин в CD56bright также положительно коррелировал с высокими оценками органной недостаточности, количеством нейтрофилов и с более продолжительной виремией (присутствием вируса в крови). 

Перфорины и гранзимы — оружие цитотоксических клеток: перфорины образуют поры в мембране клетки-мишени, через которые проникают гранзимы — протеазы, инициирующие апоптоз. Таким образом, у тяжелых больных субпопуляция естественных киллеров, вырабатывающих цитокины, «вооружается» для убийства клеток.

Авторы отмечают, что вклад NK-клеток в патогенез болезни требует дальнейшего изучения. В частности, необходимо продолжительное исследования ответа NK-клеток, начиная с ранней стадии инфекции, и одновременное картирование других клеток врожденного иммунитета, таких как моноциты и нейтрофилы.

Источник

Christopher Maucourant, et al. // Natural killer cell immunotypes related to COVID-19 disease severity // Science Immunology, posted online 21 August 2020; DOI:  10.1126/sciimmunol.abd6832

Добавить в избранное

Вам будет интересно