Нас давно интересовало, почему у одних COVID-19 протекает легко, а у других — очень тяжело. И так бывает даже у людей без ожирения, сахарного диабета и других факторов риска. Все дело в генах — эту загадку первыми в мире разгадали российские ученые.
Исследование провела группа ученых факультета биологии и биотехнологии «Вышки» вместе с коллегами из РНИМУ им. Н. И. Пирогова и городской клинической больницы № 15 им. О. М. Филатова. Свою статью они опубликовали в престижном научном журнале Frontiers in Immunology. Суть работы — в изучении связи между тяжестью течения COVID-19 и генотипом HLA-I. Понятно, что большинству это не понятно. Что такое генотип HLA-I? Все это связано с очень непростыми, но очень важными механизмами клеточного иммунитета. И мы попытаемся вам объяснить суть открытия «на пальцах».
Больных ковидом спасают клетки-убийцы
Прежде всего важно понимать, что клеточный иммунитет играет важнейшую роль в начале болезни, когда наш организм впервые встречается с коронавирусом. Классическая ситуация — человек не привит, и никаких антител, блокирующих вирус, у него нет. Но ему нужно же как-то защищаться. И здесь вся надежда на этот клеточный иммунитет. От него зависит, как будет развиваться инфекция дальше.
Принципиально происходящее в нашем организме при заражении коронавирусом (да и большинством других вирусов тоже) выглядит так. Вирус поникает в наши клетки, и там начинается его размножение, или, как говорят вирусологи, репликация. Этот термин точнее описывает суть событий. Вирус не размножается ни почкованием, ни делением, ни другими известными нам способами. Он заставляет клетку производить все запчасти для него, которые потом самособираются в новый вирус. То есть происходит создание новых реплик старого вируса — репликация. И чем больше в нашем организме клеток, «штампующих» вирусы, тем больше создается его новых реплик, тем мощнее вирусная агрессия и тяжелее болезнь.
У иммунной системы есть особые клетки, их называют Т-киллерами (убийцы) — они убивают клетки, зараженные вирусом. И чем активнее это делают, тем меньше вирусов синтезируется и тем легче будет болезнь.
«Держи карман шире», чтобы поймать все вирусы
«Но чтобы Т-киллеры отличили такие зараженные клетки от здоровых, их нужно как-то пометить. Для это существует специальная система так называемых человеческих лейкоцитарных антигенов класса I (HLA-I), — объясняет один из авторов исследования, младший научный сотрудник факультета биологии и биотехнологии ВШЭ Степан Нерсисян. — При синтезе вирусных частиц в клетке присутствуют особые пептиды — „обломки“ вирусных белков. И вот те самые HLA-I улавливают их и выносят на поверхность клетки. Это называют презентацией — Т-киллеры, видя, что это чуждые нашему организму вирусные пептиды, активируются и начинают уничтожать инфицированные клетки. Чем больше они их уничтожат, тем слабее будет атака вирусов и тем легче течение COVID-19.
То есть то, как будет болеть человек, зависит от активности системы HLA-I, а это, как мы показали в своей работе, зависит от её генотипа. HLA-I — это набор из шести белковых молекул, которые, как и отпечатки пальцев, уникальны для каждого человека, они достались ему от родителей. В этих молекулах есть карманы, улавливающие вирусные пептиды. И если человеку от родителей достались такие белки HLA-I, в карманы которых хорошо влезают „осколки“ коронавируса, то они быстро и хорошо презентируют их на поверхности зараженных клеток, а Т-киллеры их эффективно убивают. Если же карманы подходят плохо, презентация проходит неактивно, много клеток продолжают жить, синтезируя вирусы. И течение COVID-19 у таких людей более тяжелое».
Искусство научного предсказания
«На основании анализа генотипов HLA-I мы разработали модель оценки иммунного ответа Т-киллеров при COVID-19, — продолжает Степан Нерсисян. — В итоге мы можем для любого конкретного человека спрогнозировать с высокой точностью в диапазоне от 0 до 100 баллов, как у него будут презентироваться пептиды коронавируса и, соответственно, как легко или тяжело будет протекать COVID-19. Помимо такого анализа в Москве, мы проверяли эту модель в Испании. Высокая точность предсказаний подтвердилась на независимой выборке и там: индекс риска пациентов с тяжелым течением был значительно выше, чем у пациентов со средней и легкой тяжестью.
Теперь мы можем прогнозировать течение коронавирусной инфекции, тестируя генотипы HLA-I. Такое исследование существует, сейчас его в основном проводят перед пересадкой костного мозга. Ещё оно может быть важным для выявления тех людей, кому вакцину нужно делать в первую очередь, чтобы защитить их от заведомо тяжелого течения болезни. Особенно это важно там, где вакцины не хватает для всех.
И конечно, это принципиально важно для понимания механизмов защиты при COVID-19 и может привести к новым важным и перспективным направлениям в ее исследовании».
