VU mokslininkas labai išsamiai apie tai, kaip žmogaus imuninė sistema kovoja su virusais: vyksta tokie dalykai, apie kuriuos daugelis nė nežino ()
COVID-19 pandemijos sukėlėjas SARS-CoV-2 virusas yra naujai atrastas koronavirusas, kuris niekada anksčiau nebuvo sukėlęs infekcijų žmonėms. Molekulinės biologijos pasiekimų dėka, šio viruso struktūra buvo greitai nustatyta, ir paruoštas jo nustatymo žmogaus organizme metodas. Nustačius, kurie žmonės yra infekuoti virusu, galima juos izoliuoti – tai leidžia žymiai efektyviau sustabdyti viruso plitimą.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Apie SARS-CoV-2 viruso atakas ir žmogaus imuniteto gynybą išsamiai papasakojo Vilniaus universiteto Medicinos fakulteto (VU MF) Biomedicinos mokslų instituto profesorius, imunologas, dr. Dainius Characiejus.
Imunitetas – ginklas prieš virusą
„Savaime aišku, kad vien karantinu viruso nesunaikinsime. Jis liks gyvuoti ir, progai pasitaikius, vėl įsiskverbs į mūsų visuomenę. Laisvi nuo viruso galėsime būti tik turėdami nuo jo imunitetą“, – sako profesorius. Pastaruoju metu, kaip galimos apsaugos nuo viruso priemonė, žiniasklaidoje plačiai aptarinėjama vakcinos tema. Tačiau, belaukiant skiepų, reikia nepamiršti, kad ir mūsų imuninė sistema kovoja su virusais.
Kaip ir daugumos infekcijų sukėlėjai, SARS-CoV-2 virusas ligą sukelia ne visiems su sergančiu asmeniu kontaktavusiems žmonėms. Dauguma užsikrėtusiųjų serga lengvai ar net nepastebimai, tuo tarpu kai kuriems žmonėms ši liga mirtinai pavojinga. Nors SARS-CoV-2 virusas dar nėra pakankamai ištirtas, galima drąsiai teigti, kad užsikrėtimo ir ligos eigos nenuspėjamumas jam ypač būdingas.
Anot D.Characiejaus, jeigu suprastume, kodėl dalis žmonių po kontakto su sergančiu asmeniu nesuserga ar praserga tik lengva forma, galbūt žinotume, kaip išvengti SARS-CoV-2 infekcijos, sunkių komplikacijų ir mirties.
Pirmasis mūsų organizmo apsaugos nuo virusų barjeras, vadinamasis įgimtas imuninis atsakas, mus apsaugoti pasiruošęs jau nuo gimimo. Nuo virusų mūsų organizmą nuolat saugo interferonai ir ląstelės, vadinamos „natūraliais žudikais“. Interferonai – tai signalinės molekulės, kurias gamina virusais užkrėstos imuninės sistemos ląstelės, taip pernešdamos pavojaus signalą kitoms ląstelėms, kad jos pasigamintų viruso dauginimąsi slopinančių fermentų. Profesoriaus teigimu, yra duomenų, kad interferonų gamyba sumažėja vyresnių žmonių organizme, tai iš dalies galėtų paaiškinti blogesnę SARS-CoV-2 viruso infekcijos prognozę senjorams.
Įgimtas imunitetas silpnesnis už įgytą
Moksliniais tyrimais įrodyta, kad virusai gali daugintis tik ląstelių viduje. Taip nutikus, nebelieka nieko kito, kaip tik sunaikinti virusu užkrėstą ląstelę. Tai ir daro „natūraliais žudikais“ vadinamos ląstelės, vis dėlto, įgimtas imuninis atsakas nėra labai galingas. Tačiau ilgalaikę ir efektyvią apsaugą nuo infekcijų sukėlėjų gal užtikrinti įgytas imuninis atsakas, už kurį atsakinga „adaptyvinė imuninė sistema“.
Vadinamoji „adaptyvinė imuninė sistema“ padeda mums prisitaikyti ir gyventi nuolatinių infekcijų pavojaus aplinkoje. Šios sistemos ginklai – tai antikūnai ir kita ląstelių „žudikių“ rūšis – citotoksiniai T limfocitai. Antikūnų molekulės aplimpa į organizmą patekusį virusą, ir toks virusas nebegali prasiskverbti į ląstelių vidų. Citotoksiniai T limfocitai sunaikina virusu infekuotas ląsteles.
Adaptyvinė imuninė sistema prieš infekcijos sukėlėją veikia labai tiksliai. Be to, ši imuninės sistemos dalis pasižymi atmintimi, t.y. antrą kartą virusui patekus į organizmą, atsakas būna daug greitesnis ir galingesnis. Tačiau tam, kad adaptyvinė imuninė sistema pradėtų veikti, turi būti atlikti tam tikri paruošiamieji darbai – pagaminti specifiniai antikūnai ir citotoksiniai T limfocitai. Paprastai šis procesas užtrunka kelias savaites.
„Vaizdžiai galima būtų pasakyti, kad norint paleisti adaptyvinę imuninę sistemą, reikia atrakinti du užraktus. Kiekvienas „užraktas“ – tai tam tikras signalas, kurį imuninės sistemos ląstelės turi perduoti viena kitai“, – pasakoja prof. D.Characiejus.
Imunitetas siunčia signalą
Pirmajį signalą iš antigeną pateikiančių ląstelių T limfocitai priima savo antigeno receptoriumi. Antigeną pateikiančios ląstelės – tai dendritinės ląstelės ir makrofagai, pasižymintys gebėjimu atskirti trumpalaikį pavojų nuo ilgalaikio. Trumpalaikio pavojaus nešėjas būna tiesiog sunaikinamas, bet jeigu antigeną pateikiančios ląstelės nujaučia, kad infekcijos agentas gali būti pavojingas ilgam, signalas perduodamas T limfocitams.
Anot, mokslininko, SARS-CoV-2 infekcijos metu šis signalas gali būti viruso peptidas. T limfocitai negali atpažinti svetimo peptido, jeigu jis yra ne ant ląstelės paviršiaus ir nesujungtas su vadinamąja HLA molekule. HLA molekules koduojantys genai yra labai polimorfiški – tai reiškia, kad kiekvienas iš mūsų turime skirtingas HLA molekules. Šios molekulės gali prisijungti daug įvairių peptidų, bet ne visus įmanomus, o nuo to prisijungimo tvirtumo priklauso adaptyvinės imuninės sistemos aktyvavimas.
Nustatyta, kad atsparumas įvairioms infekcijoms, įskaitant tuberkuliozę, raupsus, ŽIV, hepatitą B ir gripą yra susijęs su tam tikrais HLA molekulių tipais. Jeigu viruso peptido molekulė, HLA molekulė ir T limfocito receptorius susijungia labai tvirtai (1 pav.), tai adaptyvinė imuninė sistema aktyvinama stipriai ir infekcija gali būti suvaldyta dar nespėjusi pasireikšti. Jeigu susijungimas tarp viruso peptido molekulės, HLA molekulės ir T limfocito receptoriaus yra silpnas (č pav.), tai adaptyvinė imuninė sistema neaktyvinama, ir virusinė infekcija išplinta.
Imuninė sistema gali padaryti „meškos paslaugą“
Apie 15 proc. infekuotų SARS-CoV-2 virusu žmonių išsivysto sunki liga. Prasideda vadinamoji citokinų audra, kai imuninės sistemos ląstelės be saiko aktyvina viena kitą ir kursto uždegimą. Nekontroliuojamas uždegimas negrįžtamai pažeidžia plaučius, sukelia krešulių susidarymą kraujagyslėse. Taip imuninė sistema suteikia „meškos paslaugą“ ligonio organizmui. Anot D.Characiejaus, vilčių teikia bandymai sustabdyti citokinų audrą kai kuriuos iš jų, pavyzdžiui interleukiną-6, blokuojant vaistais.
Dažniausiai šios citokinų audros ištinka vyresnius negu 65 metų amžiaus žmones. Taip nutinka dėl antrojo adaptyvinės imuninės sistemos paleidimo užrakto – antrojo signalo, kurį turi gauti T limfocitai, trūkumo. Signalą priima T limfocitų CD28 receptorius (3 pav.). Pasak mokslininko, organizmui ir imuninei sistemai senstant, T limfocitai netenka šio receptoriaus (4 pav.), todėl vyresniame amžiuje jų sumažėja iki 40 proc. ir netgi mažiau, tuo tarpu, beveik visi vaikų limfocitai turi CD28 receptorius.
„Deja, šiuos limfocitus galima tyrinėti tik žmogaus organizme, todėl apie juos žinių turime labai nedaug“, – pripažįsta mokslininkas. Eksperimentuose naudojamų pelių organizme limfocitai nepraranda CD28 molekulės, galbūt dėl to, kad pelės gyvena gerokai trumpiau už žmogų. Vis dėlto, negausūs literatūros duomenys, pasak prof. D.Characiejaus, leidžia susidaryti tam tikrą vaizdą apie pasenusius T limfocitus be CD28 receptoriaus.
„Pasirodo, šie limfocitai yra praradę sugebėjimą tiksliai atpažinti naują infekcijos sukėlėją, bet gali gaminti citokinų audrą sukeliančias medžiagas ir nepasirinkdami žudyti organizmo ląsteles. Kokį vaidmenį šie limfocitai vaidina COVID-19 infekcija sergančių ligonių organizme? Be mokslinių tyrimų į šį klausimą atsakyti dar negalima“, – teigia prof. D.Characiejus.
