Neraminantis tyrimas: „zombiais“ tapusios įveikto koronaviruso dalelės gali būti atsakingos už mirtinas ligas

Kodėl vieni koronavirusai yra palyginti nekenksmingi, o kiti – neįtikėtinai mirtini, vis dar lieka paslaptimi. Kai kurie atsakymai slypi baltymuose, kuriuos kiekvienas virusas naudoja, kad patektų į žmogaus ląsteles – tačiau dėl ko SARS-CoV-2 vieniems žmonėms yra toks sunkus, o kitiems nekenksmingas, neaišku.

Įspūdingas naujas tyrimas, kuriam vadovavo Kalifornijos universiteto (UCLA) mokslininkai, siūlo naują hipotezę, paaiškinančią SARS-CoV-2 pavojingumą. Naudodami dirbtinio intelekto valdomą mašininio mokymosi sistemą mokslininkai nustatė, kad SARS-CoV-2 žmogaus organizme suskaidomas į fragmentus, o šios viruso liekanos gali būti unikaliai panašios į endogeninius peptidus, kurie pernelyg stimuliuoja imuninę sistemą. Tai gali turėti didelės reikšmės keistai kintančiam ligos sunkumo laipsniui, skirtingiems žmonėms.

„Vadovėliuose rašoma, kad sunaikinus virusą sergantis nešiotojas „laimi“, o skirtingos viruso dalys gali būti panaudotos imuninei sistemai mokyti atpažinti ateityje“, – sako tyrimo autorius Geraldas Wongas.

Tačiau viruso istorija nėra tokia paprasta. Imuninei sistemai neutralizavus virusą, jis greitai suskaidomas arba ištirpsta į mažus fragmentus. Paprastai buvo manoma, kad šis viruso skilimo etapas yra nekenksmingas – tačiau naujausi tyrimai rodo, kad kai kurie iš šių mažesnių viruso fragmentų gali sukelti įgimtas imunines reakcijas, kurios lemia sunkias ligas, susijusias su hiperuždegimais.

Siekdami ištirti šią idėją COVID-19 kontekste, tyrėjai stebėjo visus galimus peptidų derinius, kurie galėjo susidaryti skylant SARS-CoV-2 baltymams. Naudodami mašininio mokymosi sistemą, jie įvertino visų šių galimų peptidų uždegimines savybes ir nustatė, kad keli iš šių viruso fragmentų labai panašūs į molekules, kurias mūsų imuninė sistema naudoja uždegiminėms reakcijoms sustiprinti.

„Pastebėjome, kad įvairių formų sunaikinto viruso fragmentai gali vėl susijungti į šiuos biologiškai aktyvius „zombiškus“ kompleksus, – aiškina G. Wongas. – Įdomu tai, kad žmogaus peptidas, kurį imituoja viruso fragmentai, yra susijęs su reumatoidiniu artritu, psoriaze ir vilklige, ir kad įvairūs COVID-19 aspektai primena šias autoimunines ligas.“

Tada mokslininkai tiesiogiai palygino šiuos SARS-CoV-2 viruso fragmentus su nekenksmingo peršalimo viruso (HCoV-OC43) liekanomis. Fragmentai labai skyrėsi, o OC43 liekanos visiškai neskatino imuninės sistemos taip, kaip stimuliavo SARS-CoV-2.

Dar įdomiau tai, kad mokslininkai stebėjo, kokias genų raiškos rūšis stimuliuoja šie SARS-CoV-2 viruso fragmentai. Nustatyta, kad šie nauji peptidai sukelia panašius raiškos modelius kaip ir visas virusas.

„Genų raiškos rezultatai stebina tuo, kad mūsų eksperimentų metu nebuvo naudojama aktyvi infekcija, – pažymi G. Wongas. – Mes net nenaudojome viso viruso – veikiau tik apie 0,2 proc. ar 0,3 proc. jo – tačiau nustatėme tokį neįtikėtiną atitikimo lygį, kuris yra labai įtikinamas.“

Taigi, šie rezultatai gali šiek tiek paaiškinti, kodėl SARS-CoV-2 sukelia sunkesnes ligas nei jo kolegos – įprasto peršalimo koronavirusai. Tačiau galima tik spėlioti, kodėl viruso poveikis kiekvienam žmogui toks skirtingas.

Tyrėjai nurodo, kad kiekvieno žmogaus fermentų efektyvumo unikalumas gali paaiškinti, kodėl vieni žmonės net nepastebi, kad jie serga COVID, o kitiems tenka gultis į ligoninę. Iš esmės kiekvienas iš mūsų svetimas daleles skaido skirtingai, ir šie unikalūs skirtumai gali lemti, kiek lengva ar sunki yra mūsų liga.

„... tikėtina, kad SARS-CoV-2 proteolitinis skaidymas yra nevienalytis, nes skirtingi nešiotojai pasižymi savitais fermentų efektyvumo modeliais, kurie įprastai skiriasi nuo keturių iki 50 kartų, o baltymų raiška yra „triukšminga“ net ir vienos ląstelės lygmeniu, – naujame tyrime rašo mokslininkai. – Tai, kad SARS-CoV-2 proteolitinis skilimas tarp nešiotojų gali būti labai skirtingas, gali paaiškinti, kodėl užsikrėtimo SARS-CoV-2 rezultatai yra tokie nevienodi – nuo besimptomių nešiotojų iki mirtinų atvejų.“

Idėja, kad viruso fragmentai gali išlikti organizme ir sukelti ilgalaikių sveikatos sutrikimų, vis dar palyginti nauja. Pavyzdžiui, per pastaruosius kelerius metus atsirado įrodymų, kad gripo viruso liekanos kai kuriems žmonėms sukelia ilgalaikes plaučių ligas. Tačiau kol kas nežinoma, ką šie rezultatai iš tikrųjų reiškia galimam būsimam gydymui.

G. Wongas spėja, kad tokias ligas, kaip COVID-19, būtų galima gydyti slopinant tam tikrų fermentų, atsakingų už viruso skaidymą į kenksmingesnius komponentus, veikimą. Žinoma, kad tai būtų pasiekta, reikės atlikti dar daug tyrimų – kad būtų galima sistemingai ištirti, kaip tiksliai susidaro tam tikri viruso fragmentai.

Naujasis tyrimas paskelbtas žurnale PNAS.

Parengta pagal „New Atlas“.