Stalen uit de longen van patiënten tonen aan dat een op hol geslagen reactie van het immuunsysteem een mechanisme kan zijn achter ernstige COVID-19-gevallen.
Bij besmetting met het SARS-CoV-2-coronavirus ervaren veel mensen milde en gematigde symptomen, maar voor sommige mensen kan de infectie ernstig of dodelijk zijn. Wetenschappers proberen dringend te begrijpen hoe COVID-19 ernstig kan worden.
Nu heeft een studie onder leiding van onderzoekers van het Imperial College London onthuld hoe een overreactie van een deel van het immuunsysteem in verband kan worden gebracht met ernstige gevallen van COVID-19.
Wanneer we worden geïnfecteerd met ziekteverwekkers zoals bacteriën en virussen, zet ons lichaam verschillende soorten reacties van het immuunsysteem op. Een van de belangrijkste componenten zijn T-cellen, die er in verschillende vormen zijn die de immuunrespons coördineren, van het doden van geïnfecteerde cellen tot het werven van meer T-cellen voor de strijd.
Soms overreageert ons immuunsysteem op indringers, bijvoorbeeld tijdens een allergische reactie, wat resulteert in T-cellen die normale, gezonde cellen doden en weefselschade veroorzaken. Er is echter een ‘remmechanisme’ dat in werking zou moeten treden, waardoor T-cellen hun activiteit verminderen en ontstekingen tot rust komen.
Het nieuwe onderzoek, vandaag gepubliceerd in Frontiers in Immunology, laat zien hoe dit remmechanisme niet in werking lijkt te treden in ernstige COVID-19 gevallen.
Hoofdonderzoeker dr. Masahiro Ono, van het Department of Life Sciences aan de Imperial, zei: “We hebben dringend nieuwe manieren nodig om de impact van COVID-19 bij ernstig getroffen patiënten te verminderen. Dit begint met het begrijpen van wat er precies fout gaat en hen schade toebrengt. We hopen dat deze studie deze vraag enigszins zal beantwoorden en zal leiden tot nieuwe hulpmiddelen om de ziekte te bestrijden.”
De onderzoekers testten monsters van de longen van zes COVID-19-patiënten in China met ernstige symptomen en vergeleken ze met monsters van drie matige COVID-19-patiënten en drie gezonde individuen.
Hoewel de monsters van relatief weinig patiënten waren, onderzocht het team het gengebruik in afzonderlijke cellen, waardoor fijne details werden verkregen over de reactie van het immuunsysteem. Deze methode stelde hen in staat om zeldzame cellen en hun dynamiek te analyseren, wat niet kan worden bereikt met conventionele methoden.
De ontdekten dat de longen van ernstige COVID-19 patiënten een breed scala van ‘hypergeactiveerde’ T-cellen hadden opgehoopt, wat suggereert dat het remmechanisme had gefaald. Deze overreactie ‘verlamt’ het algemene T-celsysteem, waardoor het faalt in het bestrijden van het virus, evenals het veroorzaken van meer schade aan de longen door ernstige ontsteking en weefselvernietiging.
Bij nadere inspectie van het mechanisme ontdekten de onderzoekers dat het eiwit ‘Foxp3’, dat gewoonlijk het remmechanisme induceert, wordt geremd in de longen van ernstige COVID-19-patiënten. Ze weten niet zeker waarom Foxp3 wordt geremd, maar verdere studie zou dit kunnen onthullen, en mogelijk leiden tot een manier om de rem terug te zetten op de T-celrespons, waardoor de ernst van de ziekte wordt verminderd.
Onze studie keek naar slechts een paar patiënten, maar analyseerde duizenden van hun cellen in groot detail, en onthulde een nieuw mechanisme van COVID-19-verslechtering. Met meer studie hopen we het mechanisme van Foxp3 remming verder te begrijpen, en mogelijk, hoe het om te keren.”
Dr Bahire Kalfaoglu, Eerste Auteur, Department of Life Sciences, Imperial College London