Video: Kuidas Veresuhkur Võib Vallandada Gripi Surmava Immuunvastuse Ja Võib-olla COVID-19
Glükoosi ainevahetus mängib gripis täheldatud tsütokiinide tormis võtmerolli ja see seos võib avaldada potentsiaalset mõju uutele koronaviirusnakkustele.
Paljusid uudses koronaviiruse pandeemias surevaid inimesi näib kahjustavat rohkem nende enda immuunsüsteem kui viirus ise. Infektsioon võib vallandada tsütokiinide tormi - rakusignaale edastavate valkude suurenemise, mis kiirendab põletikku - see tabab kopse, ründab kudesid ja võib põhjustada elundite rikke ja surma. Kuid see nähtus pole COVID-19 ainulaadne; mõnikord esineb seda ka raske gripi korral. Nüüd valgustab uuring üht ainevahetusmehhanismi, mis aitab sellist põgenenud põletikku orkestreerida.
Teadlased on juba ammu teadnud, et viirusnakkused võivad mõjutada inimese rakkude ainevahetust, biokeemiliste reaktsioonide süsteemi, mis on vajalik energia saamiseks kõigeks, mida rakud teevad. Uues artiklis näitasid teadlased, et elusates hiirtes ja inimrakkudes põhjustab nakatumine A-gripi viirusega - üks kahest tüübist, mis tavaliselt põhjustab hooajalist grippi, rakuliste sündmuste ahela või raja, mis suurendab glükoosi ainevahetust. See tegevus omakorda käivitab tsütokiinide laviini tootmise. Ja eelmisel nädalal ajakirjas Science Advances avaldatud uuringu kohaselt võib glükoosirajal osaleva võtmeensüümi blokeerimine olla üks viis surmava tsütokiinitormi ärahoidmiseks.
Kuigi uuringud ei olnud suunatud uudsele koronaviirusele, väidab meeskond, et selle põhjustatud haiguse puhul on tõenäoliselt sama mehhanism: COVID-19. See seos võib selgitada, miks on diabeetikutel suurem oht viirusesse surra.
Kui viirus nakatab rakku, varastab ta ressursse, et endast koopiaid teha, selgitab Tenn. Memphise osariigi St. Jude'i lasteuuringute haigla immunoloog Paul Thomas, kes ei osalenud uues uuringus. Nakatunud rakud peavad nende ressursside täiendamiseks kiirendama oma ainevahetust ja ka terved rakud peavad seda tegema, et saavutada tõhus immuunvastus, ütleb ta.
Varasemad uuringud olid näidanud, et gripi nakkus suurendab enamiku rakutegevust soodustava suhkru molekuli glükoosi ainevahetust. Ja eelmises töös olid uue artikli autorid tuvastanud raja, mis hõlmas signaalvalku, mida nimetatakse interferooni reguleerivaks faktoriks 5 (IRF5), kus gripi nakkus võib põhjustada tsütokiinide tormi.
.
Oma viimases uuringus näitas meeskond üksikasjalikul molekulaarsel tasemel, kuidas gripi nakkuse tõttu aktiveeritud glükoosi metabolismi rada viib kontrollivälise immuunvastuseni. Sellise infektsiooni ajal põhjustab kõrge glükoosisisaldus veres ensüümi, mida nimetatakse O-seotud β-N-atsetüülglükoosamiini transferaasiks (OGT), seonduda ja keemiliselt modifitseerida IRF5 protsessis, mida nimetatakse glükosüülimiseks. See etapp võimaldab teist keemilist modifikatsiooni, mida nimetatakse ubikvitinatsiooniks, mis viib tsütokiini põletikulise reaktsioonini.
Teadlased nakatasid hiiri A-gripiga ja manustasid seejärel glükoosamiini, suhkrut, mis alustab selle glükoosi metabolismi raja. Nad näitasid, et see suurendas tsütokiinide tootmist. Järgmisena töötasid nad geneetiliselt muundatud hiired, kellel puudus OGT tootmist võimaldav geen. Nendel hiirtel ei tekkinud glükoosamiiniga kokkupuutel tsütokiinide ülemist vastust.
Lõpuks analüüsisid teadlased aastatel 2018 kuni 2019 Hiinas Wuhanis gripihaigetelt ja tervetelt inimestelt kogutud verd aastatel 2018 kuni 2019. Nad leidsid, et gripiga nakatunud katsealuste veres oli kõrgem glükoositase ja vastavalt kõrgem immuunsüsteemi signaalmolekulide tase tervetest patsientidest. See tulemus toetab veelgi ideed, et glükoosi ainevahetus mängib rolli gripi nakatumisel.
Tulemused näitavad, et selle raja sekkumine võib olla üks viis gripi ja muude viirusnakkuste korral täheldatud tsütokiinide tormi ärahoidmiseks. Sellist sekkumist tuleks siiski teha ettevaatlikult, et vältida keha võime täielikult viirusega võidelda.
"See võib olla asjakohane sekkuda glükoosi metabolismi keemiliste inhibiitorite abil ja tsütokiinide tootmise moduleerimiseks," ütleb uuringu kaasautor Mengji Lu, Esseni Ülikooli haigla Viroloogia Instituudi professor Saksamaal. "Kuid tuleb öelda, et energia ainevahetus on meie immuunrakkude viirusega võitlemiseks hädavajalik. Võib olla oluline kombineerida samaaegselt viirusevastane ravi ja metaboolsed inhibiitorid, mis pärsivad viirust ja vähendavad ülekuumenenud immuunreaktsioone.”
Sarnaset põgenenud tsütokiinide tootmise protsessi on täheldatud ka COVID-19-s, ütleb Lu. Kuid pole ühtegi konkreetset ravimit, mis oleks suunatud haigust põhjustavale SARS-CoV-2 viirusele, lisab ta, nii et "ainuüksi energia metabolismi sekkumine võib põhjustada meie immuunkaitse lagunemist ega anna sellest kasu".
Teised teadlased kiidavad uuringut. "See artikkel teeb head tööd, pakkudes välja ja kinnitades ühte mehhanismi, mille abil metaboolsed muutused võivad edendada põletikulisi reaktsioone," ütleb Thomas. Varasemad uuringud näitasid laiemalt, et glükoosi ainevahetus mängib rolli vastusena gripi nakkusele. Kuid see kirjeldab üksikasjalikult, mis toimub molekulaarsel tasandil ja kuidas selle protsessi sekkumine võib vältida kontrollimatut põletikku, lisab ta.
Tulemused kinnitavad seda, mida Haitao Wen, nüüd Ohio osariigi ülikooli immunoloogia dotsent, ja tema kolleegid leidsid 2018. aastal läbi viidud sama metaboolse raja uuringus, kasutades erinevat RNA viirust. Sarnasetele järeldustele jõudis ka teise grupi 2019. aasta uuring. Kõik kolm uuringut näitavad, et selle rajaga seotud OGT ensüüm on vajalik peremeesorgani stressireaktsiooni algatamiseks viirusnakkusele. "Selle stressivastuse esialgne eesmärk on luua patogeenivastane immuunvastus ja proovida võidelda viiruse vastu," ütleb Wen, kes ei osalenud uues dokumendis. "Kuid kui põletikuline reaktsioon jätkub, põhjustab see lisakahjustusi."
Arvestades glükoosi rolli rajal, kas inimese dieet võib mõjutada tema vastust viirusnakkusele? "See on väga hea küsimus," ütleb Wen. "Praegu arvan, et on veel vara langetada otsust selle kohta, kas eridieet võib viirusnakkuse vastu võidelda." Teadlased teavad, et II tüüpi diabeediga inimesed on raskete gripiinfektsioonide suhtes vastuvõtlikumad. Kuid see risk ei ole tingitud sellest, et nende veres on kõrgem glükoositase. Tegelik põhjus on Weni sõnul see, et nad ei saa glükoosi efektiivselt kasutada ja seega ei saa nad algatada õiget viirusevastast vastust.
Lõppkokkuvõttes on lootus, et sekkudes sellesse glükoosi ainevahetuse teekonda, suudaksime tõrjuda surmavad tsütokiinitormid, mida täheldati gripi või COVID-19 rasketel juhtudel. Kuid Lu meeskond pole veel inimestega uuringuid teinud. "Praegu pole meil andmeid patsientide kohta, mis näitaksid energia metabolismi häirete mõju," ütleb ta. "Potentsiaalse kliinilise kasutamise kohta on veel vara järeldusi teha."
