Имунните клетки по време на коронавирусна инфекция

Патологични находки при остър респираторен дистрес синдром, съпровождащ COVID-19 при някои пациенти, се характеризира с масивно увреждане на белодробните алвеоли и прогресивна дихателна недостатъчност. Образните изследвания и патологичните находки в белите дробове при COVID-19 са типични и наподобяват тези, наблюдавани при коронавирусната инфекция, причиняваща SARS и MERS.

Но какво се случва с имунната система по време на инфекция с коронавирус?

Клиничен случай на 50-годишен пациент от мъжки пол в Китай, починал вследствие на тежко протичащ COVID-19, демонстрира интересни промени в имунните клетки вследствие на инфекцията.

Проведеният флоуцитометричен анализ на лимфоцитите и техните субпопулации в периферна кръв показа значително намален брой на Т лимфоцити – хелпърните CD4+ и цитотоксичните CD8+ Т клетки, или т.нар. лимфопения. За сметка на тяхното намаление обаче, голям процент от тях са били значително активирани.

Активирани лимфоцити по време на COVID-19

Нормално, процентът на активирани лимфоцити в кръвта на здравите лица е много нисък.

Имунолозите използват различни маркери, за да преценят дали клетките са активирани. Например, ако по повърхността на имунните клетки има определени маркери, например HLA-DR, CD38, CD69, CD25 и други, то тези клетки могат да се считат за активирани.

Photo credit: https://intellicyt.com/t-cell-activation-cell-and-cytokine-profiling-kit/

В разгледания клиничен случай изследователите използват два маркера, за да преценят активирането на клетките – HLA-DR и CD38.

От хелпърните CD4+ лимфоцити 3.47% са имали на повърхността си тези маркери, а от CD8+ лимфоцити – цели 39.4%.

Повишеният процент на активирани клетки в кръвта може да доведе неконтролируема имунологична реакция, включваща секреция на цитокини и други медиатори. Тези процеси стоят в основата на т.нар. „цитокинова буря“.

Очаквайте материал по темата за свръхактивацията и цитокиновата буря скоро!

Th17 лимфоцити при COVID-19

Авторите са изследвали още и броят на провъзпалителните Th17 лимфоцити (които се откриват по следните маркери на повърхността си – CD4+ CCR6+). Те са били завишени. Както вече съм споменавала, Th17 лимфоцитите играят роля в различни патологични възпалителни процеси при хронични автоимунни заболявания. В случая е възможно техния брой да е повишен в отговор и с цел справяне с инфекцията, както се наблюдава при редица бактериални и гъбични инфекции. Допълнително за тях можете да прочетете тук.

Цитоксични Т лимфоцити при COVID-19

Функционалната активност на цитотоксичните CD8+ клетки може да бъде премера чрез изследване на цитотоксични белтъци (напр. перфорини, гранзими и др.). Това са белтъци, чрез които тези лимфоцити пробиват/убиват заразените с вирус клетки. Установено е, че 31.6% от цитотоксичните Т лимфоцити са били положителни за перфорини, 64.2% – за гранзими и 30.5% – положителни и за двата типа белтъци.

Авторите предполагат, че  свръхактивацията на Т клетките, проявена чрез повишаване на Th17 субпопулацията и изразената цитотоксичност на CD8 Т клетките допринасят за тежкото имунно увреждане при този пациент.

В този ред на мисли, употребата на кортикостероиди може да има своето значение с цел потискане на патологичните имунологични отговори, вкл. свръхактивация на имунната система.

В заключение, лимфопенията е честа характеристика при пациентите със COVID-19 и може да бъде критичен фактор, свързан с тежестта и смъртността на заболяването.

Въпреки че кортикостероидното лечение не се препоръчва рутинно при пневмония, свързана със SARS-CoV-2, според авторите патологични находки на белодробен оток и образуване на хиалинова мембрана трябва да води до навременно включване на кортикостероиди заедно с апаратната вентилация, за да се предотврати развитието на ARDS, както и да потисне свръхактивацията на имунната система при някои пациенти.

Референции:

Zhe Xu et al. Pathological findings of COVID-19 associated with acute respiratory distress syndrome. The Lancet Respiratory medicine 2020, DOI: https://doi.org/10.1016/S2213-2600(20)30076-X

Хроничното недоспиване уврежда имунната ни система

Ако постоянно боледувате, а „всичко ви е наред“, спите ли достатъчно?

Липсата на достатъчно сън може да носи вината за честото боледуване. Множество изследвания потвърждават реципрочната връзка между съня и имунната система: липсата на сън влияе на имунния отговор, а имунната система от своя страна променя моделите на съня.Прочети още »

Стрес и автоимунни заболявания

Причините за загубата на толерантност при автоимунните болести са много – генетични, на околната среда, хормонални и други. Редица проучвания с животни и хора са посветени на разкриване дали има връзка между физически и психологически стрес и развитието на автоимунни заболявания.Прочети още »

Вируси и автоимунни заболявания

По въпроса за вирусните инфекции и автоимунните заболявания се коментира отдавна. Смята се, че вирусната инфекция има потенциал да бъде фактор, замесен в инициирането на автоимунно заболяване. Инфекцията предизвиква масивен и обикновено добре координиран имунен отговор, който е от решаващо значение за вирусното очистване. В някои случаи, обаче, имунните регулаторни механизми могат да не се справят и това да доведе до нарушаване на автотолерантността. Патологичните реакции достигат своята кулминация в разгръщане на имунно-медиирана атака, насочена не само срещу вирусните частици, но и срещу собствени антигени.

Не е установен единствен вирус, който да се свързва с възникването на автоимунитет. Вероятно вирусите са „тригер“ върху „генетичен терен“, но не при всички пациенти с автоимунни заболявания е установена вирусна етиология.

Въпреки това, инфекцията с някои вируси и други причинители се свързват по-често с конкретни заболявания, например:

  • Мултиплена склероза – вирус на Epstein-Barr (EBV) и вирус на морбили;
  • Диабет тип 1 – coxsackie virus B4, цитомегаловирус (CMV), вирус за заушката, вирус на рубеолата;
  • Ревматоиден артрит – EBV, хепатит С, някои бактерии – Escherichia coli, микобактерии;
  • Лупус – EBV;
  • Миокардит – coxsakie virus B3, CMV, още – хламидия;
  • Миастения гравис – вирус на хепатит С, herpes simplex вирус;
  • Синдром на Гилен-Баре – EBV, CMV, Campylobacter.

От друга страна, не всички хора, които са прекарали инфекции с гореизброените причинители, ще развият автоимунно заболяване. Това доказва от една страна тежестта на генетичната предразположеност, а от друга – влиянието на факторите на околната среда, сред които са и инфекциите.

Епидемиологични проучвания и експериментални животински модели показват множеството имунологични механизми, които не са взаимоизключващи се и които могат да доведат до разпадане на имунната толерантност:

  • Молекулярна мимикрия и кръстосана реактивност – вирусни частици имитират молекули по повърхността на човешките клетки, така Т лимфоцитите атакуват едновременно и вируси и собствени тъкани.
  • Bystander активиране на Т лимфоцири – в хода на бурна имунна реакция срещу вирусите се отделя огромно количество цитокини и други медиатори, които активират наблизо стоящите Т лимфоцити, дори да нямат необходимата специфичност към вируса. Тяхното активиране води до отделяне на нови медиатори и поддържане на парологичния цикъл, а някои от активираните „по съседство лимфоцити“ може да са били автореактивни по своята спвцофичност. Те на свой ред започват да атакуват собствени тъкани, към които са специфични.
  • Разпространение на антигените (epitope spreading) – вирусите са вътреклетъчни микроорганизми, които убиват клетката-гостоприемник, когато я напускат. Засегнатите клетки на организма се разрушават и отделят в пространството голямо количество собствени антигени, които могат да активират автореактивните лимфоцити.
  • Потискане на имунната система от някои вируси (морбилният вирус и този, причиняващ варицела, са класически примери за силно потискащи имунната система вируси) – това потискане се разпростира и над функциите на Т регулаторните клетки, което парадоксално може да се прояви с изява на автоимунитет.

Точният принос на всеки от тези механизми за развитието на автоимунитет не е известен, но вероятно е свързан с основния вирусен тригер.

Тези данни подчертават значимостта на по-нататъшно изследване на механизмите, свързани с взаимодействията вирус-гостоприемник и как те могат да доведат до разпадане на така необходимия толеранс в организма, което да доведе до автоимунитет.

Референции:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3971377/#!po=0.333333

Fujinami RS, von Herrath MG, Christen U, Whitton JL. Molecular mimicry, bystander activation, or viral persistence: infections and autoimmune disease. Clin Microbiol Rev. 2006;19:80–94

Как възниква глутеновата ентеропатия

Глутенът е смес от растителни белтъци (проламини и глутелини). Той се съдържа предимно в пшеницата, овеса, ечемика, ръж и др. Глиадинът е най-застъпеният проламин в изброените житни растения.

При попадане в лумена на тънките черва, глиадинът се смила от ензимите до аминокиселини и пептиди. По време на инфекция или при нарушения на чревната бариера глиадинът може да премине през лигавицата и да увреди епителните клетки, които започват да експресират цитокини. Това води до активиране на  лимфоцитите, разположени между епителните клетки, които лимфоцити се превръщат в цитотоксични. Така активирани, те атакуват и унищожават чревните клетки и власинките.

Тъканната трансглутаминаза (tissue transglutaminase, tTG) е калций-зависим ензим, който катализира хидролизата (деамидирането), или казано по-просто превръщането на аминокиселината глутамин в глутамат на пептид-свързващите глутаминови остатъци. Глиадинът е богат на глутамин, и е специфичен субстрат за tTG. Според Молберг и сътр., tTG селективно деамидира глиадиновите молекули, попаднали в лигавицата. Комплексът от глиадин, свързан с tTG, оформят нов за организма и непознат антиген, който се представя с HLA-DQ2 (HLA-DQ8), намиращи се върху антиген-представящите клетки и се разпознава от чревните Т лимфоцити. Този процес не се извършва при здравите индивиди. Глутен-чувствителните CD+ T клетки се активират и развиват  Th1 имунен отговор, асоцииран с продуциране на големи количества на цитокина IFNγ, водещ до възпаление и увреда на мукозната лигавица. Срещу ензима tTG и деамидираните пептиди се образуват антитела, отделяни от В-лимфоцитите. Повече за видовете антитела при глутенова ентеропатия прочетете тук.

Untitled

Някои автори съобщават и за участие на сравнително скоро описаните Th17 лимфоцити. Monteleone и сътр. при изследвания в чревни биопсии на болни с активна глутенова ентеропатия откриват, че IL-17  в лигавицата се секретира от Тh17 лимфоцити. Възможно е IL-17 да играе роля в поддържането и разпространението на възпалението при заболяването. При изследване на периферна кръв от пациенти с хронични възпалителни чревни заболявания (болест на Крон и язвен колит) се установява дисбаланс между Т регулаторните клетки (Treg) и про-възпалителните Th17 клетки в посока намаление на регулаторните, докато при здравите и пациентите с целиакия съотношението между тях е 1:1.

Все още остават неизяснени няколко въпроса по отношение на целиакията – защо заболяването може да възникне на различна възраст – от малки деца до възрастни, защо има толкова различни форми, дали ваксинотерапията ще бъде ефективна при тези болни.

Допълнение:

Класификация и клинични форми на глутеновата ентеропатия (ГЕ):

  • Класическа форма – заболяването възниква между 6-ти и 18-ти месец от живота на новороденото. Характеризира се с хронична диария и малабсорбция, анорексия, увеличение на корема, редуциране на мускулната маса и подкожната мастна тъкан, последвано от прогресивно изоставане в растежа.
  • Некласическа – представена е в следните подформи:
    • Атипична ГЕ – при този подтип преобладават оплаквания извън гастроинтестиналния тракт (хематологични промени, нарушения в инфертилитета, остеопороза, глутенова атаксия и други);
    • “Тиха” форма на ГЕ – характерно е, че пациентите имат типичните морфологични промени в лигавицата на тънките черва от хистологичното изледване на биопсия, но нямат клинични симптоми;
    • “Латентна” ГЕ – към този тип ГЕ принадлежат генетично предразположени индивиди за развитие на ГЕ и положителна серология (антитела за ГЕ), но без промени в лигавицата и без клинична симптоматика;
    • Недиагностицирана ГЕ – болните имат характерна клинична картина и лигавични промени, но тези болни не са диагностицирани.

При възрастните пациенти най-често се наблюдава „некласическа форма” и  подформа „атипична” целиакия. На фигурата са показани класическа (горе) и некласическа (долу) форма на заболяването. При некласическата форма могат да се наблюдават симптоми като летаргия, умора, неврологични симптоми, анемия, кожни изяви (дерматитис херпетиформис и други), анемия, загуба на тегло, остеопороза и остеопения, диария, стеаторея.

Untitled2

 

 

Референции:

Цв. Великова, З. Спасова, Е. Иванова-Тодорова, Д. Кюркчиев и И. Алтънкова. Съвременна концепция върху основни аспекти на глутеновата ентеропатия при възрастни пациенти. Български медицински журнал 2014 г, vol.7(1), 33-38.

Цветелина Великова, Зоя Спасова, Екатерина Иванова-Тодорова, Калина Тумангелова, Доброслав Кюркчиев, Искра Алтънкова. Антитела срещу деамидирани глиадинови пептиди в диагностиката на целиакията. Списание МД 2014. Брой 6(84):104-106.

Tsvetelina V. Velikova, Zoya A. Spassova, Kalina D. Tumangelova-Yuzeir, Ekaterina K. Krasimirova, Ekaterina    Ivanova-Todorova,  Dobroslav  S.  Kyurkchiev,  and Iskra  P.  Altankova,  “Serological Update on Celiac Disease Diagnostics in Adults.” International  Journal  of  Celiac  Disease,  vol. 6,  no.  1 (2018): 20-25. doi: 10.12691/ijcd-6-1-8.

Tsvetelina Velikova, Gergana Taneva, Stanislav Chourchev, Lyudmila Tankova, Borislav Vladimirov. A Case Report of a Patient with Gluten Enteropathy: The Importance of Immunological Markers for Diagnosis and Follow up. ARC Journal of Hepatology and Gastroenterology, Volume 3, Issue 1, 2018, PP 22-24.

Aleanzi, M., et al., Celiac Disease: Antibody Recognition against Native and Selectively Deamidated Gliadin Peptides. Clinical Chemistry, 2001. 47(11): p. 2023-2028.

Eastaff-Leung, N., Regulatory T Cells, Th17 Effector cells and cytokine microenvironment in inflammatory bowel disease and coeliac disease. 2009

Fasano, A. and C. Catassi, Current Approaches to diagnose and treatment of Celiac Disease: An Evolving Spectrum. Gastroenterology, 2001. 120: p. 638-651.

Green, P.H.R. and C. Ce;;ier, Celiac Disease. N Engl J Med, 2007. 357: p. 1731-43.

Molberg, O., et al., Tissue transglutaminase selectively modifies gliadin peptides that are recognized by gut-derived T cells in celiac disease. Nat Med, 1998. 4(6): p. 713-7

Monteleone, I., et al., Characterization of IL-17A-producing cells in celiac disease mucosa. J Immunol, 2010. 184: p. 2211-2218.

Rashtak, S. and J.A. Murray, Celiac disease in the elderly. Gastroenterol Clin North Am, 2009. 38(3): p. 433-446

Rubio-Tapia, A. and J.A. Murray, Celiac Disease. Curr Opin Gastroenterol, 2010. 26(2): p. 116-122.

Какво означава „биологична“ терапия?

Научните постижения и разкрития в последните години по отношение на възникването и развитието на различни заболявания, сред които автоимунни, възпалителни и туморни, позволиха създаването на нови лекарства, едни от които наречени биологични. Биологичните лекарства са насочени срещу определени молекули, участващи в болестния процeс, и които се явяват като допълнение на прилаганата към момента конвенционална терапия при дадените заболявания.Прочети още »