Zakażenie SARS-CoV-2 może objawiać się na różne sposoby. Wiele osób dotkniętych chorobą nawet nie zauważa obecności wirusa i przechodzi zakażenie bezobjawowo. W innych przypadkach skutki mogą obejmować objawy grypopodobne i zaburzenia neurologiczne, a nawet ciężkie i zagrażające życiu zapalenie płuc.
Klasyfikacja na łagodne i ciężkie przypadki COVID-19 jest niewystarczająca. Choroba jest znacznie bardziej zróżnicowana, a dla każdego chorego z pewnością potrzebna byłaby terapia dostosowana do indywidualnego stanu. To, co pomaga jednej osobie, może być nieskuteczne dla drugiej - tłumaczy dr Anna Aschenbrenner, naukowiec z Instytutu LIMES na Uniwersytecie w Bonn i German Center for Neurodegenerative Diseases (DZNE).
Pod tym względem oczywiste jest, że chcemy zrozumieć, co leży u podstaw tych różnic. Jeśli uda nam się przypisać je do kryteriów naukowych i odpowiednio sklasyfikować pacjentów, zwiększy to szanse na skuteczne leczenie. Dlatego przyjrzeliśmy się układowi odpornościowemu. Ponieważ wiele badań wskazuje, że jego reakcja na zakażenie SARS-CoV-2 odgrywa kluczową rolę w przebiegu COVID-19 - mówi Aschenbrenner.
W świetle tego zespół naukowców, kierowany przez Annę Aschenbrenner wraz z kolegami z Niemiec i zagranicy przeanalizował krew osób zakażonych koronawirusem i nie zakażonych. Próbki pochodziły od 95 osób pochodzących z Bonn, z Aten i Nijmegen. Badania zostały przeprowadzone we współpracy z "German COVID-19 OMICS Initiative" (DeCOI) - siecią niemieckich uniwersytetów i instytucji badawczych.
Dla każdego pacjenta określono tzw. transkryptom komórek odpornościowych we krwi. Wymaga to analizy dużej ilości danych metodami bioinformatycznymi. Na podstawie wygenerowanego w ten sposób molekularnego odcisku palca naukowcy byli w stanie zidentyfikować, które geny w komórkach odpornościowych zostały włączone lub wyłączone.
Takie sygnatury aktywności genów - zwane "wzorcami ekspresji" - dostarczają informacji o stanie komórek, a tym samym o ich właściwościach i funkcjach, które mogą się zmieniać w zależności od sytuacji.
Co ciekawe, uzyskany w ten sposób obraz był w dużej mierze zdeterminowany przez rodzinę "neutrofili", które są najliczniejsze z tzw. białych krwinek i znajdują się na początku łańcucha reakcji odpowiedzi immunologicznej. W ten sposób komórki te są bardzo wcześnie mobilizowane do obrony przed infekcjami. Działają na tworzenie przeciwciał, a ponadto na inne komórki, które przyczyniają się do odporności.
Przede wszystkim należy zauważyć, że wzorce ekspresji komórek odpornościowych u osób z COVID-19 różnią się zasadniczo od tych u osób zdrowych. Aktywność genów, które możemy wykryć we krwi, jest silnie zmieniona. Ale są też uderzające różnice wśród pacjentów. Na tej podstawie zidentyfikowaliśmy pięć różnych grup. Nazywamy je fenotypami molekularnymi - powiedział dr Thomas Ulas, ekspert bioinformatyki z DZNE.
Jak mówi dr Thomas Ulas dwie z nich reprezentują grupy z ciężkim przebiegiem choroby. Pozostałe mają bardziej umiarkowane objawy. Klasyfikacja opierała się wyłącznie na danych transkryptomu. Dopiero z perspektywy czasu fenotypy molekularne zostały dopasowane do zarejestrowanych kursów klinicznych.
Naukowcy wykorzystali swoje badania do porównania koronawirusa z innymi chorobami, a także z danymi od osób zdrowych. W tym celu mogli skorzystać z danych pochodzących z "Badania Nadrenii" - badania populacji przeprowadzonego przez DZNE w rejonie Bonn oraz danych z naukowych z baz danych.
Dla porównania wzięto pod uwagę szerokie spektrum chorób: w tym infekcje wirusowe, takie jak grypa, zakażenia wirusem HIV i Zika, infekcje bakteryjne, takie jak gruźlica i posocznica bakteryjna, oraz choroby zapalne, takie jak reumatoidalne zapalenie stawów.
Wszystkie pięć fenotypów COVID-19 różni się od innych badanych przez nas chorób - powiedział dr Ulas.
Podsumowanie wyników badań
Wygląda na to, że COVID-19 ma unikalny mechanizm biologiczny, który znajduje odzwierciedlenie w aktywności genów komórek odpornościowych we krwi. Jak dotąd analiza ekspresji mogłaby służyć do diagnozowania COVID-19. Byłaby to alternatywa lub uzupełnienie obecnych metod - podsumowuje dr Ulas.
Co z lekami na COVID?
Naukowcy przeanalizowali również potencjalne leki przeciwko COVID-19. W tym celu oparli się na efektach zarejestrowanych w bazach danych ok. 900 leków na zmiany ekspresji genów komórek układu odpornościowego.
Obliczyliśmy, które leki mogą przeciwdziałać zmienionym profilom aktywności genów poszczególnych fenotypów COVID-19 - powiedziała Aschenbrenner.
Już w kwietniu ubiegłego roku takie analizy pomogły nam wskazać na możliwą użyteczność deksametazonu i baricytynibu. Te przewidywania okazały się słuszne - tłumaczy dr Aschenbrenner.
Nadzorująca badania podkreśla jednak, że to dopiero początek badań nad możliwością terapeutycznego wykorzystania konkretnych leków. Wskazuje to jednak, że badania transkryptomu mogą być pomocnym narzędziem diagnostyki osób zakażonych COVID-19.
Twoja opinia pozwala nam tworzyć lepsze treści.
