Курение способствует проникновению коронавируса в клетки дыхательных путей

Всемирная организация здравоохранения заключила, что курение способствует более тяжелому протеканию COVID-19 и увеличивает риск летального исхода. Однако механизм требует более подробного изучения. Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе создали модель на основе культивируемых клеток легких человека, чтобы напрямую исследовать, как контакт с табачным дымом влияет на восприимчивость клеток к коронавирусной инфекции.

Курение — один из самых распространенных и важнейших факторов развития хронических заболеваний легких. Сигаретный дым подавляет врожденный иммунитет слизистых оболочек, что приводит к повышенной репликации вирусов. Один из механизмов — деградация рецепторов интерферона типа I, другой — подавление зависящей от интерферона типа II генной экспрессии. Неоднократно было показано, что курение увеличивает экспрессию рецептора ACE2, а также других рецепторов, с которыми может взаимодействовать коронавирус, в дыхательных путях (подробнее на PCR.news).

Американские ученые вырастили культуру клеток интерфейса «воздух-жидкость» из стволовых клеток легких пяти молодых, здоровых, некурящих доноров. Эта культура моделирует верхние отделы дыхательных путей человека, которые первыми подвергаются атаке вируса.

Клетки обрабатывали сигаретным дымом по три минуты ежедневно в течение 4 дней. После этого эти и контрольные клетки инфицировали SARS-CoV-2. Через 3 дня после заражения клетки исследовали методами ПЦР в реальном времени и иммунофлюоресцентного окрашивания, чтобы оценить вирусную нагрузку и число зараженных клеток.

В культуре, подвергшейся воздействию сигаретного дыма, зараженных SARS-CoV-2 клеток было в 2-3 раза больше. Совместное воздействие дыма и инфекции также увеличило число клеток, проходящих через апоптоз.

Ученые исследовали изменения в экспрессии генов в результате воздействия сигаретного дыма и инфекции. Было показано, что после обработки сигаретным дымом в клетках снижается экспрессия генов, которые в норме активируются интерферонами (IFIT1, IFIT2, IFIT3, IFI44L). Обработка культуры интерфероном β-1 или ремдесивиром после воздействия дыма и перед заражением препятствовала инфицированию клеток.

Таким образом, сигаретный дым облегчает заражение клеток дыхательных путей SARS-CoV-2, подавляя интерферонный ответ, а не только увеличивая количество «входных» рецепторов на клетках. Интерфероны играют ключевую роль в раннем иммунном ответе. Они дают сигнал зараженным клеткам вырабатывать белки для борьбы с вирусом, привлекают другие компоненты иммунной системы и подготавливают окружающие здоровые клетки для борьбы с инфекцией.

Ученые считают, что меры по пресечению курения могут способствовать снижению случаев тяжелого протекания COVID-19.