# COVID-19. Interakcia medzi SARS-CoV-2 a imunitným systémom. Ako sa vírus dostáva do tela a prečo sa u niektorých pacientov vyskytujú závažné príznaky?

Vírus SARS-CoV-2 je v súčasnosti najdôležitejším objavujúcim sa patogénom - od konca roku 2019, keď bol objavený, infikoval viac ako milión ľudí na celom svete. V tomto ohľade je nájdenie účinnej terapie a vhodnej vakcíny prioritou, ale veľmi záleží na porozumení mechanizmov interakcie medzi vírusom a ľudským hostiteľom.

Nedávno objavený koronavírus, SARS-CoV-2, viedol k mnohým prípadom infekcie dýchacích ciest v čínskom Wu-chane a následne spôsobil globálnu pandémiu.

Infekcia tela - interakcia s bunkami dýchacieho traktu

SARS-CoV-2 je vírus, ktorý sa prenáša kontaktom s dýchacími tekutinami infikovaného pacienta: keď kašle, kýcha alebo hovorí, uvoľňuje malé kvapky tekutiny, ktoré obsahujú vírus. Tvoria aerosóly a ukladajú sa na rôznych okolitých povrchoch. Ak sa následne iná osoba nadýchne vzduchu obsahujúceho aerosóly alebo sa dotkne kontaminovaných povrchov a potom si dotkne tváre, očí, úst alebo nosa, vírus sa dostane do dýchacích ciest.

SARS-CoV-2 je nový vírus, ktorý sa objavil v ľudskej populácii, nie sú o ňom známe všetky podrobnosti a prebiehajú výskumy. Pretože, určité podrobnosti počas infekčného procesu sú odvodené zo štúdie vírusov SARS a MERS, pretože SARS-CoV-2 sa chová podobne ako oni.

Aby sme pochopili, ako vírus vstupuje do tela, musíme si uvedomiť jeho štruktúru: skladá sa z molekuly RNA a je obklopený radom štrukturálnych a funkčných proteínov. Známe štrukturálne proteíny sú proteín S (alebo hrot - vedúci k charakteristickému vzhľadu), proteín M (membrána), proteín E ( Pneumatika ), proteín N (nukleokapsid). Z týchto proteínov má S úlohu naviazania na receptory v ľudských bunkách a uľahčenie fúzie vírusového obsahu s bunkou. V SARS-CoV-2 je receptorom angiotenzín konvertujúci enzým (ECA2), ktorý sa nachádza vo veľkom množstve v dýchacích cestách a pľúcnom parenchýme. V prípade SARS a SARS-CoV-2 sa počiatočná infekcia vyskytuje na úrovni ciliované epiteliálne bunky v prieduškách.

Štruktúra vírusu SARS-CoV-2 a interakcia s bunkami ľudského tela prostredníctvom receptoru ACE2

Väzba S proteínu na ECA2 je jeho existenciou veľmi zvýhodnená polybázické štiepne miesto - proteínový fragment štiepený enzýmom furín (bežne sa vyskytujúci v ľudskom tele), ktorý umožňuje fragmentom proteínového S (S1, S2 a S3) plniť svoju funkciu. Okrem fúzie vírusového obalu s bunkovou membránou vírus infikuje aj ľudskú bunku endocytózou (bunková membrána okolo časti, ktorá sa viaže na vírus, vytvára vezikulu vo vnútri bunky, oddeľuje sa od membrány a zavádza vírus do bunky cez túto vezikulu) . Procesom vstupu do bunky vírus stráca obal (ktorý sa spája s bunkovou membránou) a vírusová RNA je v cytoplazme voľná, a to dvoma spôsobmi: replikáciou a transkripciou. Najskôr bunkové komponenty zodpovedné za transkripciu RNA produkujú vírusové proteíny a RNA sa kopíruje. Následne sú tieto proteíny a kópie pôvodnej RNA „zabalené“ do nových viriónov, ktoré bunka uvoľní na šírenie infekcie.

Replikačný cyklus vírusu SARS-CoV-2 v ľudskom tele

Imunitná odpoveď tela

Rovnako ako v prípade iných vírusov, baktérií alebo parazitov, ktoré napádajú telo, sa imunitný systém aktivuje a pri stretnutí s vírusom SARS-CoV-2 vykoná sériu procesov. Najskôr bunky prezentujúce antigén (APC) zabudujú vírus, štiepia ho a fragmentujú proteíny, aby sa získali iba špecifické časti SARS-CoV-2, ktoré tak pôsobia ako antigény. APC následne prezentuje tieto antigény cytotoxickým T lymfocytom. Imunitné bunky sú tak informované o profile vírusu, ktorý musia napadnúť (rozpoznajú ho podľa predloženého antigénu). Na tento antigénny prejav existujú dva typy imunitných odpovedí: humorálna a bunková. Podrobnosti o týchto procesoch sú do veľkej miery extrapolované na základe znalosti vírusu SARS.

Humorálna imunita spočíva v produkcii špecifických protilátok proti týmto antigénom, protilátok, ktoré sa rýchlo objavia počas infekcie a rýchlo miznú (IgM), a protilátok, ktoré sa objavujú pomalšie a pretrvávajú v tele dlho, a to aj po vyliečení infekcie (IgG).

Bunková imunita spočíva v tréningu určitých imunitných buniek na rozpoznanie a zničenie vírusu. Bolo to pozorované v Infekcia SARS-CoV-2 že počet CD4 + a CD8 + T lymfocytov je v periférnej krvi nízky (pretože sú zničené v procese eliminácie vírusu), ale má vysoké koncentrácie aktivačných markerov. Pokiaľ ide o vírus SARS, v krvi pacientov liečených niekoľko rokov po infekcii boli identifikované pamäťové bunky schopné ho rozpoznať. Perzistencia pamäťových buniek je dôležitým prvkom, ktorý je potrebné zohľadniť pri vývoji vakcíny SARS-CoV-2. Boli hlásené prípady, keď sa infekcia SARS-CoV-2 opakuje potom, čo sa považuje za vyliečenú. To naznačuje ťažkosti v imunitnom systéme pri účinnej eliminácii vírusu. V takom prípade by potenciálna vakcína mala obmedzenú účinnosť.

Proces, ktorým imunitná odpoveď pomáha telu reagovať na vírus SARS-CoV-2

Na druhej strane existujú dôkazy, že koronavírusy sú vybavené mechanizmami, pomocou ktorých sa môžu vyhnúť imunitnému útoku. Po prvé, po infikovaní bunky chýbajú vezikuly, v ktorých sa vírus nachádza, receptory, ktoré by rozpoznali vírus ako „útočníka“ v tele. Po druhé, syntéza interferónu (s antivírusovou funkciou) je inhibovaná koronavírusmi a prezentácia vírusových antigénov pomocou APC je u infikovaných pacientov znížená.

Ťažké formy látky COVID-19: čo sa deje v tele?

Najskôr je potrebné pamätať na to, že SARS-CoV-2 nevedie k vysokému podielu závažných prípadov zápalu pľúc ani k zvýšenej úmrtnosti v porovnaní so sezónnou chrípkou. Konkrétne 80% prípadov je miernych, 15% je závažných a iba 5% je závažných a vyžaduje si ventilačnú podporu. Pokiaľ ide o úmrtnosť, k dnešnému dňu 3,4% hlásených prípadov WHO prešlo do smrti. Táto hodnota je vyššia ako v prípade sezónnej chrípky, ktorá má maximálnu úmrtnosť 0,15% (podľa odhadov CDC na zimu 2019 - 2020), ale výrazne nižšia ako úmrtnosť spôsobená koronavírusmi, ktoré v minulosti viedli k epidémiám, SARS a, MERS, s úmrtnosťou 9,6%, respektíve 34%.

Z hľadiska symptomatológie sú opísané tri stupne infekcie:

Inkubačná doba - pacient je asymptomatický, môže alebo nemusí mať vírus v dýchacích sekrétoch;
Symptomatické obdobie - pacient má nezávažné príznaky a vírus sa dá zistiť;
Ťažké obdobie - pacient má ťažkú formu infekcie a vírus je prítomný vo veľkom množstve v dýchacích sekrétoch.

Imunitná odpoveď hrá dôležitú úlohu pri vývoji choroby a pri výskyte závažných foriem. V asymptomatickej a miernej forme má teda imunitný systém vhodný ďalekosiahly účinok: napáda vírus a chráni telo. V tomto štádiu môžu byť prospešné terapie stimulujúce imunitu (napríklad interferón, ktorý stimuluje antivírusovú reakciu).

Ak je táto počiatočná imunitná odpoveď nedostatočná, vírus sa šíri po celom tele, najmä v tkanivách bohatých na ACE2 receptor. (napríklad črevá alebo obličky). Tam sa vírus rozmnožuje a ničí bunky, z ktorých sa uvoľňuje. Takto uvoľnené intracelulárne zložky stimulujú prehnanú imunitnú odpoveď, ktorá vedie k zápalu pľúc a ARDS - V tomto štádiu závažnej infekcie je imunitná odpoveď škodlivá, nie prospešná a liečba môže zahŕňať špecifické protizápalové terapie. (ako je tocilizumab alebo iné cytokínové inhibítory používané v reumatológii).

Syndróm akútnej respiračnej tiesne (ARDS) je podľa doterajších štúdií hlavnou príčinou úmrtnosti na COVID-19. Tento syndróm spočíva v akútnom zápale pľúc, ktorý vedie k akútnemu respiračnému zlyhaniu a v dôsledku toho k nedostatku okysličenia celého tela. V COVID-19 (podobne ako SARS a MERS) je prehnaná imunitná odpoveď hlavnou zložkou pri výskyte ARDS. Takže, imunitné bunky reagujú na infekciu uvoľňovaním nadmerného množstva prozápalových cytokínov a chemokínov: interferón, TNF alfa, interleukíny 1 beta, 6, 12, 18, 33 a ďalšie, ktoré aktivujú násilnú imunitnú reakciu proti pľúcam (produkujúcim ARDS) a iným orgánom (vedúcu k zlyhaniu viacerých orgánov), ktorá rýchlo postupuje k smrti.