Prover från patienters lungor visar att en överdriven reaktion från immunsystemet kan vara en av mekanismerna bakom allvarliga COVID-19-fall.
När de smittas av SARS-CoV-2-coronaviruset upplever många människor milda och måttliga symtom, men för en del kan infektionen vara svår eller dödlig. Forskare försöker nu snabbt förstå hur COVID-19 kan bli allvarlig.
Nu har en studie ledd av forskare från Imperial College London avslöjat hur en överreaktion hos en del av immunsystemet kan vara kopplad till allvarliga fall av COVID-19.
När vi smittas av patogener som bakterier och virus sätter våra kroppar igång flera olika typer av immunsystemreaktioner. En av de viktigaste komponenterna är T-celler, som finns i flera olika former som samordnar immunsvaret, från att döda infekterade celler till att rekrytera fler T-celler till kampen.
Undertiden överreagerar vårt immunförsvar på inkräktare, till exempel vid en allergisk reaktion, vilket resulterar i att T-cellerna dödar normala, friska celler och orsakar vävnadsskador. Det finns dock en ”bromsmekanism” som bör träda in, vilket gör att T-cellerna minskar sin aktivitet och lugnar inflammationen.
Den nya forskningen, som i dag publiceras i Frontiers in Immunology, visar hur denna bromsmekanism inte tycks träda in i allvarliga fall av COVID-19.
Den ledande forskaren Dr. Masahiro Ono, från institutionen för biovetenskap vid Imperial, säger: ”Vi behöver desperat nya sätt att minska effekterna av COVID-19 hos allvarligt drabbade patienter. Detta börjar med att förstå exakt vad som går fel och orsakar dem skada. Vi hoppas att den här studien kommer att bidra till att besvara den frågan och leda till nya verktyg för att bekämpa sjukdomen.”
Forskarna testade prover från lungorna hos sex COVID-19-patienter i Kina med allvarliga symtom och jämförde dem med prover från tre måttligt drabbade COVID-19-patienter och tre friska individer.
Trots att proverna kom från relativt få patienter undersökte forskargruppen användningen av generna i enstaka celler och fick på så sätt en detaljerad bild av immunsystemets svar. Denna metod gjorde det möjligt för dem att analysera sällsynta celler och deras dynamik, vilket inte kan uppnås med konventionella metoder.
De fann att lungorna hos svåra COVID-19-patienter hade ackumulerat ett brett spektrum av ”hyperaktiverade” T-celler, vilket tyder på att bromsmekanismen hade misslyckats. Denna överreaktion ”förlamar” det totala T-cellssystemet, vilket gör att det misslyckas med att bekämpa viruset och orsakar mer skada på lungorna genom svår inflammation och vävnadsdestruktion.
Vid närmare granskning av mekanismen fann forskarna att proteinet ”Foxp3”, som vanligtvis inducerar bromsmekanismen, hämmas i lungorna hos svåra COVID-19-patienter. De är osäkra på varför Foxp3 hämmas, men ytterligare studier skulle kunna avslöja detta och eventuellt leda till ett sätt att bromsa T-cellsresponsen och minska sjukdomens svårighetsgrad.
Vår studie tittade bara på ett fåtal patienter, men analyserade tusentals av deras celler i stor detalj, vilket avslöjade en ny mekanism för COVID-19 försämring. Med fler studier hoppas vi kunna förstå mekanismen för Foxp3-hämning ytterligare, och potentiellt hur man kan vända den.”
Dr Bahire Kalfaoglu, första författare, Department of Life Sciences, Imperial College London