Степень тяжести заболевания COVID-19 во многом зависит от иммунного ответа организма на вирус SARS-CoV-2 и инфекцию, которую он вызывает. Наша иммунная система адаптирует антитела для борьбы с инфекциями, поэтому их часто используют в качестве индикатора, с которым мы столкнулись, или насколько мы можем заболеть.
Внимательно присмотревшись к одному из антител, вырабатываемых для борьбы с COVID-19, исследователи из Медицинского колледжа Университета Дрекселя обнаружили признак, который можно использовать для прогнозирования тяжести заболевания.
Открытие, о котором недавно сообщалось в журнале Nature Communications , связано с наличием сахарных структур, называемых гликанами, которые модифицируют антитела и влияют на их функционирование.
Ранние исследования COVID-19 были сосредоточены на этой модификации, называемой гликозилированием, поскольку она происходит в антителах иммуноглобулина G длительного действия. Открытие команды Дрекселя было основано на изучении антитела, вырабатываемого на ранних стадиях иммунного ответа, известного как иммуноглобулин М (IgM).
«IgM играет важную роль в том, как иммунная система реагирует на такие патогены, как бактерии и вирусы», — сказала соавтор исследования Мэри Энн Комунале, доктор медицинских наук. «Никто не изучал гликаны IgM, поэтому мы сделали их целью своей работы». Комунале — доцент и гликобиолог Медицинского колледжа с более чем двадцатилетним опытом исследований биомаркеров, специализирующихся на гликобиологии.
Исследовательская группа Дрекселя под руководством доктора медицинских наук. Кандидат Бен Хаслунд-Гурли, студент лаборатории Комунале Медицинского колледжа Дрекселя, обнаружил, что изменения в гликановых структурах, прикрепленных к IgM, связаны с тяжестью инфекции COVID-19 у пациента — и эти изменения в гликанах могут влиять на то, как антитела борются с инфекцией.
«Эта статья говорит нам о том, что иммунная система меняет гликаны на IgM, особенно во время тяжелого заболевания », — сказал соавтор Элиас Эль Хаддад, доктор философии, профессор микробиологии и иммунологии в Медицинском колледже. «Хотя не существует экспресс-теста для изучения этих гликанов у госпитализированных пациентов, эти результаты могут послужить отправной точкой для понимания реакции иммунной системы ».
Образцы крови, использованные в исследовании, были взяты у госпитализированных пациентов с COVID-19, участвующих в когорте Дрекселя Национального института аллергии и инфекционных заболеваний «Оценка иммунофенотипирования в когортном исследовании COVID-19» (IMPACC), в которой Эль Хаддад и соавторы исследования автор и декан медицинского колледжа Чарльз Кэрнс, доктор медицинских наук, выступают в качестве главных исследователей. Исследователи следили за пациентами, отслеживая первые 28 дней их болезни.
«Как только IgM связывается со своей мишенью, он активирует каскад белков, известных как комплемент, которые атакуют клеточные стенки», — сказал Эль Хаддад. «Хотя эта деятельность может помочь в борьбе с инфекциями, чрезмерная активация комплемента может привести к недостаточности органов».
Тяжелые инфекции COVID-19 характеризуются более высокой активностью комплемента — механизма, который организм использует для борьбы с патогенами. Исследование команды Дрекселя предполагает, что гликаны IgM могут частично быть ответственны за чрезмерную активацию во время тяжелого заболевания.
«Эти результаты позволяют предположить, что выявление гликанов IgM может выявить пациентов с риском тяжелого заболевания на ранней стадии инфекции и помочь в выборе лечения», — сказал Кэрнс.
«Гликозилирование антител имеет важное значение при разработке терапевтических средств», — сказал Комунале. «Антитела могут оказывать про- или противовоспалительное действие в зависимости от присутствующих гликанов. Гликоинженерия — это способ точно настроить антитело для более эффективного уничтожения патогена и гарантировать, что вы не вызываете усиления воспалительной реакции у пациента. Следовательно, эти результаты служат основой для разработки стратегий иммунотерапии вирусных заболеваний».
Авторы надеются, что это исследование на 22 пациентах приведет к более масштабным исследованиям на пациентах, которые подтвердят эти результаты, а также к будущим исследованиям, которые изучат IgM и IgG у пациентов после того, как они выпишутся из больницы, чтобы увидеть, могут ли эти гликаны помочь предсказать симптомы длительного заболевания COVID.
«Сотрудничество началось, когда Бен, студент моей лаборатории, узнал об исследовании IMPACC от своей сверстницы Киры Волощук, студентки лаборатории Дрекселя доктора философии Элиаса Эль Хаддада, объединяющей экспертов в области гликобиологии и иммунологии», — сообщает Comunale. сказал. «Результаты этой работы подчеркивают два ключевых момента, необходимых для трансляционных исследований: важность сотрудничества и готовность пациента сотрудничать с учеными».
