Όταν ο ρινοϊός, η κύρια αιτία του κοινού κρυολογήματος, μολύνει τον βλεννογόνο της μύτης, τα κύτταρα στις ρινικές οδούς αρχίζουν αμέσως να συνεργάζονται για να αμυνθούν εναντίον του. Αυτά τα κύτταρα ενεργοποιούν ένα ευρύ φάσμα αντιιικών αποκρίσεων που έχουν σχεδιαστεί για να περιορίσουν τη μόλυνση.
Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στις 19 Ιανουαρίου στο περιοδικό Cell Press Blue του Cell Press, οι ερευνητές δείχνουν ότι αυτή η συντονισμένη κυτταρική άμυνα παίζει σημαντικό ρόλο στο αν ένα άτομο αρρωστήσει και στο πόσο σοβαρά θα είναι τα συμπτώματά του.
Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η αντίδραση του οργανισμού στον ρινοϊό, και όχι μόνο ο ιός, είναι συχνά αυτό που καθορίζει την έκβαση της μόλυνσης. «Ως η νούμερο ένα αιτία των κοινών κρυολογημάτων και μια σημαντική αιτία αναπνευστικών προβλημάτων σε άτομα με άσθμα και άλλες χρόνιες πνευμονικές παθήσεις, οι ρινοϊοί είναι πολύ σημαντικοί για την ανθρώπινη υγεία», λέει η επικεφαλής συγγραφέας Ellen Foxman της Ιατρικής Σχολής του Yale. «Αυτή η έρευνα μας επέτρεψε να εξετάσουμε τον ανθρώπινο ρινικό βλεννογόνο και να δούμε τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια των λοιμώξεων από ρινοϊούς τόσο σε κυτταρικό όσο και σε μοριακό επίπεδο», προσθέτει.
Για να μελετήσει προσεκτικά αυτές τις πρώιμες άμυνες, η ερευνητική ομάδα καλλιέργησε ανθρώπινο ρινικό ιστό στο εργαστήριο. Πιο συγκεκριμένα, οι ερευνητές καλλιέργησαν ρινικά βλαστοκύτταρα για τέσσερις εβδομάδες, ενώ παράλληλα εξέθεσαν την άνω επιφάνεια στον αέρα. Αυτή η διαδικασία ενθάρρυνε τα κύτταρα να αναπτυχθούν σε έναν σύνθετο ιστό που μοιάζει πολύ με την επένδυση των ανθρώπινων ρινικών διόδων και των αεραγωγών των πνευμόνων. Ο ιστός που προέκυψε περιελάμβανε κύτταρα που παράγουν βλέννα, καθώς και κύτταρα με κροσσούς, οι οποίες είναι μικροσκοπικές δομές που μοιάζουν με τρίχες και βοηθούν στην απομάκρυνση της βλέννας από τους πνεύμονες.
«Αυτό το μοντέλο αντικατοπτρίζει τις αντιδράσεις του ανθρώπινου σώματος με πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια από τις συμβατικές κυτταρικές σειρές που χρησιμοποιούνται για την ιολογική έρευνα», σημειώνει η Foxman. «Δεδομένου ότι ο ρινοϊός προκαλεί ασθένειες στους ανθρώπους αλλά όχι σε ζώα, τα οργανοτυπικά μοντέλα ανθρώπινων ιστών είναι ιδιαίτερα πολύτιμα για τη μελέτη αυτού του ιού», διευκρινίζει.
Τι συμβαίνει όταν τα ρινικά κύτταρα ανιχνεύουν έναν ρινοϊό
Χρησιμοποιώντας αυτόν τον ιστό που αναπτύχθηκε στο εργαστήριο, οι επιστήμονες μπόρεσαν να παρατηρήσουν πώς αντιδρούν χιλιάδες μεμονωμένα κύτταρα ταυτόχρονα. Επίσης, εξέτασαν τι συμβαίνει όταν οι κυτταρικοί αισθητήρες που αναγνωρίζουν τον ρινοϊό μπλοκάρονται. Αυτά τα πειράματα αποκάλυψαν ένα ισχυρό προστατευτικό σύστημα που καθοδηγείται από ιντερφερόνες, οι οποίες είναι πρωτεΐνες που εμποδίζουν τους ιούς να εισέλθουν στα κύτταρα και να δημιουργήσουν αντίγραφα του εαυτού τους.
Όταν τα ρινικά κύτταρα ανιχνεύουν έναν ρινοϊό, απελευθερώνουν ιντερφερόνες που ενεργοποιούν αντιιικές άμυνες τόσο σε μολυσμένα κύτταρα όσο και σε κοντινά υγιή κύτταρα. Αυτή η συντονισμένη απόκριση δημιουργεί ένα περιβάλλον εχθρικό στην εξάπλωση του ιού. Εάν η δραστηριότητα της ιντερφερόνης ξεκινήσει γρήγορα, ο ιός συχνά σταματά πριν μπορέσει να εξαπλωθεί περαιτέρω. Όταν οι ερευνητές τερματίζουν πειραματικά αυτήν την απόκριση, ο ρινοϊός εξαπλώνεται γρήγορα μέσω του ιστού, καταστρέφοντας τα κύτταρα και, σε ορισμένες περιπτώσεις, σκοτώνοντας τα μολυσμένα οργανοειδή. «Τα πειράματά μας δείχνουν πόσο κρίσιμη και αποτελεσματική είναι μια ταχεία απόκριση ιντερφερόνης στον έλεγχο της λοίμωξης από ρινοϊό, ακόμη και χωρίς την παρουσία κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος», επισημαίνει ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης Bao Wang από την Ιατρική Σχολή του Yale.
Η μελέτη εντόπισε επίσης πρόσθετες αντιδράσεις που εμφανίζονται όταν αυξάνεται ο ιικός πολλαπλασιασμός. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ο ρινοϊός μπορεί να ενεργοποιήσει μια ξεχωριστή οδό ανίχνευσης που οδηγεί τόσο τα μολυσμένα όσο και τα μη μολυσμένα κύτταρα να παράγουν συλλογικά μεγάλες ποσότητες βλέννας και φλεγμονωδών σημάτων. Αυτή η αντίδραση μπορεί να συμβάλει στη φλεγμονή των αεραγωγών και, σε ορισμένες περιπτώσεις, σε δυσκολίες στην αναπνοή.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτές οι οδοί μπορεί να προσφέρουν πολλά υποσχόμενους στόχους για θεραπείες που μειώνουν τα επιβλαβή συμπτώματα διατηρώντας παράλληλα τις προστατευτικές αντιιικές αντιδράσεις. Οι ερευνητές σημειώνουν ότι το οργανοειδές σύστημά τους δεν περιλαμβάνει όλους τους τύπους κυττάρων που βρίσκονται στο ανθρώπινο σώμα. Κατά τη διάρκεια πραγματικών λοιμώξεων, επιπλέον κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων των ανοσοκυττάρων, έλκονται στο σημείο για να βοηθήσουν στην καταπολέμηση του ιού. Η κατανόηση του πώς αυτά τα κύτταρα και άλλοι περιβαλλοντικοί παράγοντες στις ρινικές διόδους και τους αεραγωγούς επηρεάζουν την αντίδραση του σώματος στον ρινοϊό θα αποτελέσει σημαντικό επίκεντρο μελλοντικών μελετών.
