Назад
Обрезание этих структур не позволяет слизи продвигать вторгшихся в верхние дыхательные пути захватчиков наружу.
Коронавирусная инфекция может уничтожить целый лес волосовидных ресничек, которые покрывают наши дыхательные пути, разрушая важнейший барьер, не позволяющий вирусу поселиться глубоко в легких. В норме реснички движутся синхронными волнами, выталкивая слизь из дыхательных путей в глотку. Чтобы защитить легкие, ненужные частицы застревают в слизи, которая затем проглатывается. Но коронавирус выводит эту систему из строя. Когда он инфицирует клетки дыхательных путей, вирус, по-видимому, очищает каналы от ресничек, которые перестают перемещать слизь, сообщают исследователи в журнале Nature Communications. Отсутствие ресничек может помочь вирусу проникнуть в легкие и вызвать тяжелую форму COVID-19.
Исследователи инфицировали коронавирусом выращенные в лаборатории человеческие реснитчатые клетки, имитирующие выстилку дыхательных путей. На снимках на поверхности зараженных клеток были видны короткие, а не длинные реснички, как у здоровых клеток. Когда исследователи добавили микроскопические бусинки на поверхность инфицированных клеток, чтобы измерить движение слизи, эти бусинки в основном оставались неподвижными - признак того, что клетки не будут перемещать слизь через дыхательные пути в глотку для проглатывания.
По словам соавтора статьи Лизы Чакрабарти, другие вирусы и бактерии также могут нарушить способность организма использовать слизь для задержания и удаления чужеродных захватчиков. Некоторые патогены, например, коронавирус, просто повреждают реснички, оставляя клетки, из которых они выступают, неповрежденными. Другие патогены - например, грипп - могут убивать реснитчатые клетки. Респираторно-синцитиальный вирус, который обычно вызывает простуду, может делать и то, и другое: у взрослых он разрушает реснички, а у детей может убить клетки, что может быть смертельно опасно.
Rémy Robinot et al. Инфекция SARS-CoV-2 вызывает дедифференцировку мультицилиарных клеток и нарушает мукоцилиарный клиренс (аннотация).
Понимание того, как SARS-CoV-2 распространяется в дыхательных путях, важно для определения параметров, контролирующих тяжесть COVID-19. В данном исследовании мы изучаем функциональные и структурные последствия инфекции SARS-CoV-2 в модели реконструированного эпителия бронхов человека. Репликация SARS-CoV-2 вызывает преходящее снижение барьерной функции эпителия, хотя прохождение вирусных частиц остается ограниченным.
Напротив, репликация SARS-CoV-2 приводит к быстрой потере ресничного слоя, характеризующейся на ультраструктурном уровне потерей аксонем и дезориентацией оставшихся базальных тел. Снижение регуляции главного регулятора цилиогенеза Foxj1 происходит до обширной потери ресничек, что указывает на участие этого транскрипционного фактора в дедифференцировке реснитчатых клеток. Функция подвижных ресничек нарушается при инфекции SARS-CoV-2, что измеряется с помощью анализа мукоцилиарного клиренса.
Защитные механизмы эпителия, включая мобилизацию базальных клеток и индукцию интерферона-лямбда, активизируются только после начала повреждения ресничек. Анализ инфекции SARS-CoV-2 у сирийских хомяков дополнительно демонстрирует потерю подвижных ресничек in vivo.
Данное исследование определяет повреждение ресничек как патогенный механизм, который может способствовать распространению SARS-CoV-2 в более глубокие слои паренхимы легких.
