Przełomowe badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Medycznego w Wirginii (University of Virginia School of Medicine) rzuciły nowe światło na układ odpornościowy osób, które przechorowały COVID-19 i nadal zmagają się z przewlekłymi problemami z oddychaniem. Zespół badawczy odkrył, że u tych pacjentów występują charakterystyczne zmiany immunologiczne, które korelują z nasileniem uszkodzenia płuc. Odkrycie to może przyczynić się do opracowania spersonalizowanych terapii ukierunkowanych na powikłania płucne długiego COVID-19 (Long COVID).
Różnorodność odpowiedzi immunologicznej
Jednym z najbardziej uderzających wniosków z badania była ogromna różnorodność wzorców immunologicznych obserwowanych u pacjentów. Autorzy pracy podkreślają, że nawet u chorych z podobnymi objawami mogą występować różne mechanizmy patofizjologiczne odpowiedzialne za utrzymujące się dolegliwości. To pokazuje, jak bardzo złożony i zróżnicowany może być długi COVID-19.
Kluczową innowacją badania była zdolność do połączenia danych immunologicznych z krwi z obrazem uszkodzenia płuc. Po raz pierwszy udało się wyróżnić charakterystyczne profile odpornościowe u osób z bardziej zaawansowanym uszkodzeniem płuc, co otwiera drogę do bardziej precyzyjnych i skutecznych terapii.
– Długi COVID-19 to złożony zespół, który może mieć wiele przyczyn. Z tego powodu zrozumienie reakcji immunologicznej u pacjentów z chorobą płuc było szczególnie trudne – powiedziała dr Judith A. Woodfolk z Wydziału Medycyny Uniwersytetu w Wirginii, specjalizująca się w astmie, alergologii i immunologii. – Nasze wyniki pokazują istotne różnice w parametrach immunologicznych krwi, które odzwierciedlają stopień uszkodzenia płuc. Analizując wiele różnych wskaźników odporności, możemy nie tylko przewidywać, kto może być narażony na gorsze rokowania, ale też wskazywać potencjalne cele terapeutyczne.
Zrozumienie długiego COVID-19 i uszkodzeń płuc
Aby dokładniej zbadać przewlekłe objawy ze strony układu oddechowego, zespół Woodfolk przeanalizował szeroki zbiór danych klinicznych i immunologicznych pochodzących od 110 pacjentów z Kliniki Długiego COVID-19 przy UVA Health. Większość z nich była wcześniej hospitalizowana z powodu ciężkiej postaci COVID-19 przed udostępnieniem szczepień, a wielu wymagało wentylacji mechanicznej.
W badaniu zastosowano uczenie maszynowe do analizy długotrwałych zmian w obrębie limfocytów T – komórek odgrywających kluczową rolę w odpowiedzi odpornościowej. Analiza wykazała wyraźne różnice w liczbie i typach limfocytów T w zależności od ciężkości choroby płuc. Po zbadaniu setek dodatkowych cech komórkowych i molekularnych, udało się powiązać te zmiany z innymi kluczowymi elementami układu immunologicznego. Ujawniono istotne różnice w tzw. krajobrazie immunologicznym pacjentów z łagodniejszymi zmianami płucnymi w porównaniu do tych z włóknieniem płuc.
– Identyfikując różne wzorce immunologiczne u pacjentów z odmiennymi postaciami restrykcyjnej choroby płuc po infekcji SARS-CoV-2, możemy lepiej zrozumieć, jakie mechanizmy odpornościowe prowadzą do uszkodzenia płuc – dodała Woodfolk. – Co więcej, nasza zdolność do oddzielenia zmian odpornościowych związanych z płucami od tych wynikających z innych objawów długiego COVID-19 wzbogaca naszą wiedzę o tej złożonej jednostce chorobowej.
Nowa nadzieja na terapię
Celem zespołu jest opracowanie terapii, które będą w stanie zatrzymać lub nawet odwrócić uszkodzenia płuc wywołane COVID-19. Woodfolk podkreśliła, że badanie nie byłoby możliwe bez zaangażowania zespołu lekarzy i naukowców oraz chęci współpracy ze strony pacjentów. W kolejnych etapach badacze planują rozszerzyć analizę na inne przewlekłe choroby płuc i stany zapalne.
Publikacja wyników
Wyniki badań zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Nature Immunology. Autorami pracy są: Glenda Canderan, Lyndsey M. Muehling, Alexandra Kadl, Shay Ladd, Catherine Bonham, Claire E. Cross, Sierra M. Lima, Xihui Yin, Jeffrey M. Sturek, Jeffrey M. Wilson, Behnam Keshavarz, Kyle B. Enfield, Chintan Ramani, Naomi Bryant, Deborah D. Murphy, In Su Cheon, Michael Solga, Patcharin Pramoonjago, Coleen A. McNamara, Jie Sun, Paul J. Utz, Sepideh Dolatshahi, Jonathan M. Irish i Judith A. Woodfolk.
Badanie zostało sfinansowane przez National Institutes of Health oraz inne instytucje, w tym Stanford Medicine i University of Virginia. Judith A. Woodfolk otrzymuje wsparcie w ramach niezależnych projektów badawczych od firmy Regeneron. Pozostali autorzy nie zadeklarowali konfliktu interesów.
Źródło: Nature Immunology, University of Virginia Health System, fot. UVA Health
