Чому одні люди переносять COVID-19 важче, ніж інші? Пояснюємо нове відкриття британських учених

Авторитетний журнал Nature опублікував статтю, де описується масштабне дослідження за участю 2244 пацієнтів з 208 відділень інтенсивної терапії Великої Британії.

Вчені намагалися розібратися, чому одні люди переносять COVID-19 легко, а інші — з важкими ускладненнями. Асель Мусабекова, молекулярна біологиня й вірусологиня, популяризаторка науки розповідає про висновки, яких дійшли вчені. Від самого початку епідемії вчені й лікарі помітили, що в частини пацієнтів інфекція протікає дуже легко, а для багатьох навіть і зовсім непомітно. Але деяким, а це близько 10% заражених, не так щастить. Тут не зайвим буде нагадати про фактори ризику — це діабет, серцево-судинні захворювання, ниркова недостатність, ожиріння, астма. За таких хвороб COVID-19 із більшою ймовірністю перейде у важку форму. Чому? Відповідь неоднозначна, але, найімовірніше, річ у тім, що організм таких пацієнтів уже перебуває в стані хронічного запалення. Приклад — жирова тканина, яку наша імунна система сприймає як червону ганчірку й постійно витрачає ресурси, реагуючи на неї. Інша річ, коли ми говоримо про молодих фізично здорових людей, які, на перший погляд, не мають жодних передумов для ускладнень. Однак важкі форми COVID-19 трапляються й серед таких людей.

Тоді ми можемо поставити резонне запитання: чи є якісь генетичні особливості імунної системи, які можуть нам допомогти? Напередодні була опублікована стаття в журналі Nature, де описується масштабне дослідження за участю 2244 пацієнтів з 208 відділень інтенсивної терапії Великої Британії. У цьому дослідженні порівнюються геноми (весь набір генів) пацієнтів із важким перебігом COVID-19 із контрольними даними британського Біобанку — понад 100 тисяч контрольних геномів! Генетичні механізми відіграють важливу роль у схильності до важкого перебігу вірусних інфекцій. Широко відомі, наприклад, відмінності між чоловіками й жінками. Знайомі також специфічні гени, які допомагають швидко впоратися з вірусом грипу. Тут виокремлюють дві групи генів: перша відповідає за системне хронічне запалення, описане вище, а друга група — механізми вродженого імунітету. У нашому організмі існують два основних типи імунної відповіді: еволюційно більш давній (вроджений) і набутий (або адаптивний) імунітет. Природжена імунна відповідь швидка, але неспецифічна — це перша лінія атаки, імунна лінія фронту. Набутий імунітет (у якому головну роль грають В- і Т-лімфоцити) — озброєний проти конкретного супротивника. Його точкові агенти — антитіла та спеціальні «снайпери», вбивці заражених вірусом клітин — не тільки налаштовані проти конкретного злочинця, вони його пам’ятають протягом усього свого (тривалого чи короткого) життя, таким чином забезпечуючи механізми імунної пам’яті.

У нашому тілі щомиті відбуваються атаки «чужинців»: вірусів, бактерій, паразитів, а також постійно утворюються ракові клітини. Ви поранилися — і на місце порізу відразу біжать клітинки й молекули для загоєння. Більшість із цих «чужинців» відступає вже на етапі вродженого імунітету. Охоронці порядку — клітини, а більшою мірою й молекули — постійно відбиваються від нападу, і завдяки їм адаптивна відповідь часто виявляється не потрібна. А коли потрібна, вони посилають сигнали небезпеки й плакати «Особливо небезпечний» із портретом противника. Під час PhD я чотири роки працювала в лабораторії, яка відкрила деякі з головних механізмів природженого імунітету. Мені було важливо зрозуміти, які гени у мух-дрозофіл відповідальні за розпізнавання вірусних РНК, і які з цих генів також є в людини та можуть виконувати схожу функцію. Навіщо нам це знати? Якщо у бактерій є вкрай імуногенна клітинна стінка, розпізнавши та зламавши яку, можна впоратися з більшістю з них, то вірус — генетична інформація в упаковці з білка (іноді — з жирів). У наших власних клітинах теж повнісінько ДНК, РНК і білків.

Як же зрозуміти, що вірус — це чуже? Виявляється, у генетичної інформації вірусів є певні структурні відмінності. Наприклад, РНК у вигляді подвійної спіралі або циклічна форма молекули — структури, яких нема у звичайній, не зараженій вірусом клітині. Зауважмо, що вроджений імунітет, що колись здавався простішим, тут грає головну роль. Так, реакція його не специфічна до конкретного вірусу, але може розпізнати його РНК і ДНК, вчасно подати сигнал і навіть порізати його на шматочки. Так от, якщо повернутися до клінічного дослідження, опублікованого в Nature, то саме ці механізми — розпізнавання й реакції на коронавірусне РНК — і розрізняються у важких хворих і решти населення! Як відбувалося дослідження? Метод має назву Genome wide association studies — вивчення геномних асоціацій. Береться ДНК пацієнтів, розшифровується повний геном і визначаються ділянки ДНК, де ми знаходимо основні відмінності між двома групами. Під час вибору контрольних даних учені врахували наявність хронічних захворювань та інших супутніх патологій. Тобто особливістю пацієнтів в порівнянні з контрольною групою є тільки важкий перебіг при COVID-19.

Чому такі дослідження важливі? Вони дещо відкривають завісу таємниці у вивченні генетичних передумов імунної відповіді. А це дасть можливість не тільки змінити підхід до діагностики, знаючи заздалегідь, як поведеться імунна система конкретного пацієнта, але й допоможе персоналізувати підхід у лікуванні інфекцій. Саме такі дослідження приведуть нас в майбутньому до цієї персоналізованої медицини.

Але персоналізований підхід, такий, як це дослідження, — трудомісткий і складний, заснований на конкретних даних і обережних обчисленнях. І завдяки подібним дослідженням ми до нього трохи наближаємося. Раптом і вакцина незабаром може не знадобитися!