Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее и Стэнфордского университета показали, что вирус денге может нарушить иммунную систему детей, что приведет к более тяжелому заболеванию. Эти изменения в иммунной системе, называемые «иммунной путаницей», могут быть использованы для диагностики пациентов из группы риска и назначения терапии.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Immunology.
У большинства людей, инфицированных вирусом денге , симптомы отсутствуют или наблюдается лихорадка, которая быстро проходит. Однако у 5% людей развивается тяжелая форма денге, что может означать отказ органов и даже смерть в течение нескольких дней после появления симптомов. Риск особенно высок для детей, у которых наиболее тяжелые реакции на вирус денге.
До сих пор было мало понимания того, почему у некоторых пациентов лихорадка денге протекает в легкой форме, а у других развивается в серьезное заболевание.
«Это исследование направлено на то, чтобы попытаться понять, что происходит не так», — говорит со-старший автор доктор Фабио Занини, который возглавляет Fabilab в UNSW Medicine & Health. «Что происходит с иммунной системой этих детей, которые плохо реагируют на инфекцию?»
Увеличение риска денге
Вирус денге, распространяемый комарами, ежегодно заражает около 400 миллионов человек. Люди с лихорадкой денге заполняют больницы во время сезона дождей в тропической Африке, Азии и Южной Америке, где эта болезнь является эндемической.
Вирус денге не является эндемичным в Австралии. Однако основного комара-переносчика Aedes aegypti можно обнаружить в Северном Квинсленде, где происходили небольшие вспышки.
«В настоящее время вирус денге представляет собой проблему, которая в основном затрагивает тропические и субтропические страны. Но комары, распространяющие вирус денге, также присутствуют в некоторых частях Австралии, особенно на севере страны», — говорит доктор Занини.
«Кроме того, ареал обитания этих комаров со временем расширяется из-за изменения климата».
Несмотря на десятилетия исследований, существует единственная лицензированная вакцина против лихорадки денге (Dengvaxia, производимая Sanofi), применение которой ограничено из-за вопросов о безопасности и эффективности. Также не существует противовирусного лечения, которое могло бы ограничить развитие у пациента тяжелой лихорадки денге.
Междисциплинарное исследование
В этом исследовании исследователи сосредоточились на детях, поскольку они подвергаются более высокому риску тяжелой формы лихорадки денге. Участниками исследования стали 19 колумбийских детей, которые обратились в медицинские учреждения с инфекцией вируса денге на ранних стадиях. Примерно у половины этой группы заболевание развилось в тяжелую форму .
Четверо здоровых детей, пришедших на плановые осмотры или плановые процедуры, были включены в контрольную группу.
Исследователи проанализировали образцы крови, взятые у детей в первый день, когда они заболели денге. Они использовали метод, называемый секвенированием одноклеточной РНК, который позволил им изучать отдельные иммунные клетки в крови и то, как эти клетки ведут себя.
«Вопрос заключался в следующем: если мы возьмем образцы крови у пациентов в первый же день их поступления в больницу и будем использовать самые передовые технологии и самые сложные вычислительные алгоритмы, сможем ли мы увидеть ранние признаки прогрессирования до тяжелой степени лихорадки денге?» Говорит доктор Занини.
Необходимо было тесное сотрудничество между исследователями, обладающими знаниями в области иммунологии и клинической медицины, а также специальными техническими навыками для анализа данных. Доктор Занини изначально получил образование физика и получил степень доктора философии. Доктор биоинформатики, теперь использует свой опыт в области анализа данных и информатики в медицинских исследованиях. Со-старший автор, профессор Ширит Эйнав из Стэнфордского университета, является клиническим исследователем, специализирующимся на инфекционных заболеваниях.
Иммунная путаница
У детей, у которых развилась тяжелая болезнь денге, исследователи выявили три основных изменения в иммунных клетках в крови.
Во-первых, они обнаружили, что антигенпредставляющие клетки ведут себя по-другому. Обычно антигенпредставляющие клетки поглощают частицы вируса денге, разрезают их на более мелкие кусочки и показывают эти фрагменты вируса остальному организму как предупреждение об инфекции.
Во-вторых, В-клетки сильно заразились вирусом денге и утратили способность вырабатывать антитела, которые являются одним из основных орудий иммунной системы в борьбе с инфекциями.
«Третий элемент загадки заключается в том, что некоторые клетки, называемые естественными клетками-киллерами , и их спутники Т-клетки, по-видимому, находятся в странном состоянии покоя или истощения», — говорит доктор Занини.
«Мы ожидаем, что они станут машинами для уничтожения вирусов. Вместо этого они превращаются в домоседов, которые наблюдают за происходящим и задаются вопросом, следует ли им что-то делать или нет».
Эта иммунная путаница означает, что иммунная система ребенка не защищает его от вируса, как обычно, что приводит к тяжелой форме лихорадки денге.
Важность ранних предупреждающих знаков
Понимая, что происходит на ранних стадиях заражения вирусом денге , мы можем разработать диагностические тесты, чтобы определить, какие пациенты подвержены риску тяжелого заболевания.
«Современные методы прогнозирования развития у пациентов тяжелой формы лихорадки денге основаны на клинических параметрах, которые проявляются на поздних стадиях заболевания», — говорит соавтор доктор Йике Се, получившая докторскую степень. в UNSW Medicine & Health, сейчас работает в Университете Гетеборга и AstraZeneca.
«Эти методы не являются чувствительными и специфичными. Врачам приходится держать большинство пациентов с симптомами в больнице и следить за их последующим прогрессированием заболевания, что требует много медицинских ресурсов и приводит к растратам».
На изменения в иммунной системе пациентов также можно воздействовать с помощью терапевтических средств, чтобы предотвратить прогрессирование до тяжелой формы лихорадки денге. Например, врачи могут прописать препарат, который реактивирует естественные клетки-киллеры и Т-клетки для борьбы с инфекцией.
Исследователи уже продолжают свою работу, чтобы лучше понять связь между иммунной путаницей и тяжелой формой лихорадки денге, используя секвенирование одноклеточной РНК и другие передовые аналитические методы.
«Это отличный пример того, насколько важно объединять ученых с разным опытом в командной работе. Именно командная работа способствует возникновению науки», — говорит доктор Занини.
Теги: дети, иммунитет, кровь
