درک اینکه چرا عفونت های تنفسی در زمستان شایع تر است


در اخیر مجله آلرژی و ایمونولوژی بالینی در این مطالعه، محققان نقش وزیکول های خارج سلولی (EVs) را در پاسخ ذاتی مخاط بینی به چندین ویروس تنفسی بررسی کردند.

مطالعه: قرار گرفتن در معرض سرما، ایمنی ضد ویروسی بینی با واسطه ازدحام وزیکول خارج سلولی را مختل می کند.  اعتبار تصویر: Andrey_Popov / Shutterstock.com

مطالعه: قرار گرفتن در معرض سرما، ایمنی ضد ویروسی بینی با واسطه ازدحام وزیکول خارج سلولی را مختل می کند. اعتبار تصویر: Andrey_Popov / Shutterstock.com

عفونت های تنفسی و مخاط بینی

عفونت‌های دستگاه تنفسی فوقانی (URIs) اغلب با التهاب و/یا تحریک سینوس‌ها، عفونت‌های گوش، برونشیولیت، ذات‌الریه، و تشدید علائم آسم یا بیماری انسدادی مزمن ریه (COPD) مشخص می‌شوند. عوامل متعددی وجود دارد که ممکن است شدت URI را افزایش دهد، برخی از آنها شامل سن، جنس، وجود بیماری‌های همراه و همچنین شرایط محیطی است.

تحقیقات قبلی گزارش کرده است که بسیاری از ویروس‌های مسئول URI عمدتاً به دلیل دمای پایین در این مکان در مقایسه با سایر قسمت‌های بدن، حفره بینی را آلوده می‌کنند. مخاط بینی در این حفره از گلیکوپروتئین های مخاطی، پله برقی مخاطی و اتصالات محکم اپیتلیال تشکیل شده است که در مجموع سدی را در برابر پاتوژن های استنشاقی تشکیل می دهند.

به نظر می رسد انتشار EV های ضد میکروبی توسط سلول های اپیتلیال بینی نقش مهمی در پاسخ ایمنی مخاط میزبان داشته باشد. این وزیکول‌های متصل به لیپید بسته به منشأ EV می‌توانند طیف وسیعی از مواد از جمله اسیدهای نوکلئیک، پروتئین‌ها، لیپیدها، اسیدهای آمینه و متابولیت‌ها را حمل کنند.

هنگام پاسخ به یک عفونت ویروسی، EV ها ممکن است حامل عوامل ضد ویروسی مانند microRNA ها (miRNAs) باشند که مستقیماً به عنوان ضد ویروس عمل می کنند یا مسیرهای التهابی را برای تقویت پاسخ ایمنی تنظیم می کنند. علاوه بر این نقش به عنوان وسایل نقلیه تحویل، EVs ممکن است با اتصال به لیگاندهای ویروسی از طریق گیرنده‌های سطحی، اثرات ضد ویروسی مستقیمی را اعمال کنند تا از ورود این ویروس‌ها به سلول‌های میزبان جلوگیری کنند.

عفونت ویروسی منجر به انتشار EVs در سلول های اپیتلیال بینی می شود

گیرنده های شبه تلفن (TLRs) گیرنده های گذرنده هستند که در انواع مختلف سلول از جمله سلول های اپیتلیال بینی بیان می شوند. در اینجا، TLR ها اجزای خاصی از عوامل بیماری زا را که تلاش می کنند وارد حفره بینی شوند، تشخیص می دهند و متعاقباً پاسخ های ایمنی و التهابی را برای محدود کردن پتانسیل عفونت این عوامل عفونی آغاز می کنند.

آگونیست TLR3 پلی اینوزینیک پلی سیتیدیلیک اسید (پلی[I:C]) برای شبیه سازی پاسخ ایمنی به عفونت های ویروسی اسید ریبونوکلئیک (RNA) استفاده شد. برای این منظور، پلی (I:C) برای ترویج ترشح EVs از سلول‌های اپیتلیال بینی جدا شده، با حداکثر اثر 1.6 برابری در 24 ساعت مشاهده شد.

علیرغم تحریک توسط پلی (I:C)، انکوباسیون سلول های اپیتلیال بینی در دمای پایین 4 درجه سانتیگراد منجر به کاهش قابل توجه جذب EV تا 87.5٪ شد. این قابل مقایسه با انکوباسیون در دمای 37 درجه سانتیگراد به مدت 60 دقیقه بود که در طی آن جذب EV سریع و فراوان در سراسر سیتوپلاسم بود.

EV های بینی چگونه ویروس های تنفسی را مهار می کنند؟

سپس محققان سلول های اپیتلیال بینی اولیه انسان را با سه ویروس تنفسی مختلف از جمله CoV_OC43، گروه کوچک راینو ویروس RV-1B و همچنین گروه اصلی راینو ویروس RV-16 آلوده کردند. به دنبال عفونت، قرار گرفتن در معرض EV های شبیه سازی شده با TLR3 به طور قابل توجهی سطوح RNA پیام رسان ویروس داخل سلولی (mRNA) را کاهش داد، بنابراین نشان می دهد که EV ها به طور موثری از تکثیر ویروسی جلوگیری می کنند.

این فعالیت ضد ویروسی وابسته به دوز بود و به ترتیب منجر به 38.37٪، 72.59٪ و 61.51٪ مهار تکثیر CoV-OC43، RV-1B و RV-16 شد. هنگامی که EV های تحریک نشده در معرض سلول های آلوده قرار گرفتند، این اثر تکرار نشد.

تجزیه و تحلیل بیشتر در مورد مکانیسم های مسئول اثرات ضد ویروسی EV های تحریک شده نشان داد که بیان miR-17، که یکی از انواع miRNA است که قبلا در کاهش تکثیر ویروسی در طول URI نقش داشته است، در EV های تحریک شده توسط TLR3 به طور قابل توجهی بیشتر بود. به خودروهای الکتریکی تحریک نشده انتقال miR-17 به سلول های اپیتلیال بینی انسان به طور موثری از تکثیر RNA ویروسی جلوگیری کرد، بنابراین نقش ضد ویروسی مهم miR-17 در برابر ویروس های تنفسی را تایید کرد.

آیا دما بر عملکرد EV در حفره بینی تأثیر می گذارد؟

هنگامی که دمای خارجی از 23.3 درجه سانتیگراد به 4.4 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، دمای داخل بینی در شاخک قدامی و میانی تحتانی به ترتیب به 6.4 درجه سانتیگراد و 4.7 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. برای تکرار این تغییرات دمای محیط درونکشتگاهی، محققان دمای کشت سلولی را در مقایسه با محیط معمولی 37 درجه سانتی گراد به 32 درجه سانتی گراد کاهش دادند.

این کاهش دما منجر به اختلالات قابل توجهی در ترشح EVs به دنبال شبیه‌سازی TLR3 شد. به ناچار، اثرات ضد ویروسی EV های شبیه سازی شده با TLR3 در برابر عفونت ویروسی نیز به طور قابل توجهی تغییر یافت. در دمای 32 درجه سانتی گراد، بیان miR-17 در EV ها نیز به طور قابل توجهی کاهش یافت.

غذای آماده مطالعه کنید

URI ها بیشتر در طول ماه های زمستان منتقل می شوند و ویروس های تنفسی رایج مانند سرماخوردگی معمولی و سندرم حاد تنفسی ویروس کرونا 2 (SARS-CoV-2) اغلب مسئول افزایش موارد در طول زمستان هستند. علاوه بر تأثیر رفتارهای مختلف انسان در طول زمستان، مانند انتقال از فعالیت‌های خارج از منزل به فضای داخلی، به نظر می‌رسد کاهش دمای محیط نیز بر کارایی پاسخ ایمنی در برابر URI تأثیر می‌گذارد و تأثیرات خاصی بر فعالیت ضد ویروسی EVs دارد. .

روی هم رفته، مطالعه حاضر بینش های مهمی در مورد نقش دمای محیط سرد در پاسخ ایمنی به پاتوژن های تنفسی ارائه کرد. علاوه بر این، کشف ایمنی ضد ویروسی با واسطه EV در اپیتلیوم بینی از کاربرد درمانی بالقوه EVs با عوامل ضد ویروسی برای درمان URI ها در آینده پشتیبانی می کند.

مرجع مجله:

  • Huang، D.، Taja، MS، Nocera، AL، و همکاران (2022). قرار گرفتن در معرض سرما، ایمنی ضد ویروسی بینی با واسطه ازدحام وزیکول خارج سلولی را مختل می کند. مجله آلرژی و ایمونولوژی بالینی. doi:10.1016/j.jaci.2022.09.037.



منبع