Ερευνητές από το Massachusetts Eye and Ear Infirmary και συνεργάτες τους ανακάλυψαν μια ανοσοαπόκριση στη μύτη που καταπολεμά τους ιούς που ευθύνονται για λοιμώξεις του ανώτερου αναπνευστικού. Περαιτέρω δοκιμές αποκάλυψαν ότι αυτή η προστατευτική απόκριση αναστέλλεται σε ψυχρότερες θερμοκρασίες, καθιστώντας πιο πιθανό να εμφανιστεί μια ιογενής μόλυνση.
Η μελέτη, που δημοσιεύτηκε στο The Journal of Allergy and Clinical Immunology, προσφέρει έναν βιολογικό μηχανισμό για να εξηγήσει γιατί ιοί όπως το κοινό κρυολόγημα, η γρίπη και η COVID-19 είναι πιο πιθανό να αυξηθούν σε ψυχρότερες εποχές.
«Συμβατικά, θεωρήθηκε ότι η εποχή του κρυολογήματος και της γρίπης εμφανιζόταν σε πιο κρύους μήνες, επειδή οι άνθρωποι κολλούσαν σε εσωτερικούς χώρους περισσότερο όπου οι αερομεταφερόμενοι ιοί θα μπορούσαν να εξαπλωθούν πιο εύκολα», δήλωσε ο Benjamin S. Bleier, διευθυντής ωτορινολαρυγγολογικής έρευνας στο Mass Eye and Ear. «Η μελέτη μας, ωστόσο, επισημαίνει μια βιολογική βασική αιτία για την εποχιακή διακύμανση των ιογενών λοιμώξεων του ανώτερου αναπνευστικού συστήματος που βλέπουμε κάθε χρόνο, που καταδεικνύεται πιο πρόσφατα σε όλη την πανδημία COVID-19».
Άμυνα πρώτης γραμμής στη μύτη
Η μύτη είναι ένα από τα πρώτα σημεία επαφής μεταξύ του εξωτερικού περιβάλλοντος και του εσωτερικού του σώματος, και ως εκ τούτου, ένα πιθανό σημείο εισόδου για παθογόνα που προκαλούν ασθένειες. Τα παθογόνα εισπνέονται ή εναποτίθενται απευθείας (όπως από τα χέρια) στο μπροστινό μέρος της μύτης, όπου κινούνται προς τα πίσω μέσω του αεραγωγού και μέσα στο σώμα μολύνοντας κύτταρα, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε λοίμωξη του ανώτερου αναπνευστικού.
Ο τρόπος με τον οποίο ο αεραγωγός προστατεύεται από αυτά τα παθογόνα δεν έχει κατανοηθεί πολύ καλά. Έως ότου μια μελέτη, το 2018 με επικεφαλής τον Dr. Bleier και τον Mansoor Amiji, διακεκριμένο καθηγητή Φαρμακευτικών Επιστημών στο Northeastern University, αποκάλυψε μια έμφυτη ανοσοαπόκριση που ενεργοποιείται όταν εισπνέονται βακτήρια από τη μύτη: κύτταρα στο μπροστινό μέρος της μύτης ανιχνεύουν τα βακτήρια και στη συνέχεια απελευθερώνουν δισεκατομμύρια μικροσκοπικούς σάκους γεμάτους με υγρό που ονομάζονται εξωκυτταρικά κυστίδια (ή EVs, γνωστά στο παρελθόν ως εξωσώματα) στη βλέννα για να περιβάλλουν και να επιτεθούν στα βακτήρια. Η μελέτη αυτή έδειξε ότι τα εξωκυτταρικά κυστίδια μεταφέρουν προστατευτικές αντιβακτηριακές πρωτεΐνες μέσω της βλέννας από το μπροστινό μέρος της μύτης στο πίσω μέρος της κατά μήκος του αεραγωγού, κάτι που στη συνέχεια προστατεύει άλλα κύτταρα από τα βακτήρια.
Για τη νέα μελέτη, οι ερευνητές προσπάθησαν να προσδιορίσουν εάν αυτή η ανοσολογική απόκριση πυροδοτήθηκε επίσης από ιούς που εισπνέονται από τη μύτη, οι οποίοι είναι η πηγή ορισμένων από τις πιο κοινές λοιμώξεις του ανώτερου αναπνευστικού.
Μηχανισμός καταπολέμησης ιών
Με επικεφαλής τον συγγραφέα της πρώτης μελέτης Di Huang, η ερευνητική ομάδα ανέλυσε πώς τα κύτταρα και τα δείγματα ρινικού ιστού που συλλέχθηκαν από τις μύτες ασθενών οι οποίοι υποβλήθηκαν σε χειρουργική επέμβαση και υγιών εθελοντών ανταποκρίθηκαν σε τρεις ιούς: έναν κορωνοϊό και δύο ρινοϊούς που προκαλούν κοινό κρυολόγημα.
Βρήκαν ότι κάθε ιός πυροδότησε μια απόκριση εξωκυτταρικών κυστιδίων από τα ρινικά κύτταρα, χρησιμοποιώντας μια οδό σηματοδότησης διαφορετική από αυτή που χρησιμοποιείται για την καταπολέμηση των βακτηρίων. Οι ερευνητές ανακάλυψαν επίσης έναν μηχανισμό που παίζει ρόλο στην απόκριση κατά των ιών: Μετά την απελευθέρωσή τους, τα εξωκυτταρικά κυστίδια λειτουργούσαν ως δόλωμα, μεταφέροντας υποδοχείς στους οποίους ο ιός θα δεσμευόταν ο ίδιος αντί για τα ρινικά κύτταρα. «Όσο περισσότερα δολώματα, τόσο περισσότερο τα εξωκυτταρικά κυστίδια μπορούν να καθαρίσουν τους ιούς στη βλέννα προτού οι ιοί έχουν την ευκαιρία να συνδεθούν με τα ρινικά κύτταρα, κάτι που καταστέλλει τη μόλυνση», είπε ο Huang.
Οι ερευνητές στη συνέχεια εξέτασαν πώς οι ψυχρότερες θερμοκρασίες επηρέασαν αυτή την απόκριση, η οποία είναι ιδιαίτερα σημαντική για τη ρινική ανοσία δεδομένου ότι η εσωτερική θερμοκρασία της μύτης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα που εισπνέεται. Πήραν υγιείς εθελοντές σε θερμοκρασία δωματίου και τους εξέθεσαν σε θερμοκρασίες 4,4 ° Κελσίου για 15 λεπτά και διαπίστωσαν ότι η θερμοκρασία μέσα στη μύτη έπεσε περίπου 5 ° C. Στη συνέχεια εφάρμοσαν αυτή τη μείωση της θερμοκρασίας σε δείγματα ρινικού ιστού και παρατήρησαν αμβλύτερη ανοσολογική απόκριση. Η ποσότητα των εξωκυτταρικών κυστιδίων που εκκρίνονται από τα ρινικά κύτταρα μειώθηκε κατά σχεδόν 42% και οι αντιικές πρωτεΐνες στα εξωκυτταρικά κυστίδια ήταν επίσης μειωμένες.
«Σε συνδυασμό, αυτά τα ευρήματα παρέχουν μια εξήγηση για την εποχιακή διακύμανση στις λοιμώξεις του ανώτερου αναπνευστικού», είπε ο Huang.
Θεραπευτικές δυνατότητες
Οι μελλοντικές μελέτες θα στοχεύσουν στην αναπαραγωγή των ευρημάτων με άλλα παθογόνα. Θα μπορούσαν να γίνουν ως μελέτες πρόκλησης, όπου ένα ζωικό μοντέλο ή ένας άνθρωπος εκτίθεται σε έναν ιό και μετράται η ρινική του ανοσοαπόκριση.
Από τα πρόσφατα ευρήματά τους, οι ερευνητές μπορούν επίσης να φανταστούν τρόπους με τους οποίους τα θεραπευτικά μέσα μπορούν να προκαλέσουν και να ενισχύσουν την έμφυτη ανοσολογική απόκριση της μύτης. Για παράδειγμα, μια φαρμακευτική θεραπεία, όπως ένα ρινικό σπρέι, θα μπορούσε να σχεδιαστεί για να αυξήσει τον αριθμό των εξωκυτταρικών κυστιδίων στη μύτη ή τους δεσμευτικούς υποδοχείς εντός των κυστιδίων.
«Αποκαλύψαμε έναν νέο ανοσοποιητικό μηχανισμό στη μύτη που βομβαρδίζεται συνεχώς και δείξαμε τι διακυβεύει αυτή την προστασία», είπε ο Amiji. «Το ερώτημα τώρα είναι: πώς μπορούμε να εκμεταλλευτούμε αυτό το φυσικό φαινόμενο και να αναδημιουργήσουμε έναν αμυντικό μηχανισμό στη μύτη και να ενισχύσουμε αυτή την προστασία, ειδικά τους πιο κρύους μήνες;».
