Ponieważ wirus dengi nadal stanowi poważny problem zdrowotny na świecie, międzynarodowy zespół badawczy pod przewodnictwem Duke-NUS Medical School zidentyfikował krytyczny związek między początkową odpowiedzią immunologiczną organizmu a jego obroną przed ponownymi zakażeniami. Naukowcy odkryli, że komórki NKT (natural killer T) wpływają na to, czy odpowiedź generuje przeciwciała ochronne, które neutralizują wirusa, czy też szkodliwe, które mogą zaostrzyć chorobę w przyszłych zakażeniach.
Szczególnie powszechna w regionach tropikalnych i subtropikalnych, gorączka denga jest wywoływana przez cztery blisko spokrewnione, ale odrębne typy wirusa denga, znane jako serotypy. Pierwotne zakażenie jednym serotypem nie zapewnia odporności na pozostałe, więc osoba może zostać ponownie zarażona innym serotypem. Wtórne zakażenia są dobrze znanym czynnikiem ryzyka rozwoju ciężkiej choroby.
Docentka Ashley St John z Programu Nowo Pojawiających się Chorób Zakaźnych na Duke-NUS, starsza autorka badania opublikowanego w Czasopismo Badań Klinicznychpodsumowała ustalenia swojego zespołu:
„Nasze badanie pokazuje, że komórki NKT nie tylko kształtują odpowiedź immunologiczną na początkowe zakażenie dengą, ale także odgrywają kluczową rolę w określaniu ciężkości przyszłych zakażeń. Zrozumienie tego procesu jest kluczowe, ponieważ może prowadzić do lepszych strategii ochrony społeczności, zwłaszcza w regionach endemicznych dla dengi, gdzie poważne ponowne zakażenia mogą nadwyrężyć systemy opieki zdrowotnej i wpłynąć na zdrowie publiczne”.
Zwalczanie pierwotnego zakażenia i wzmacnianie organizmu przed ponownymi zakażeniami
Badacze byli zaintrygowani faktem, że osoby zakażone dengą mają wysokie stężenie komórek NKT w skórze, gdzie wirus początkowo wnika do organizmu. Chociaż wiele komórek odpornościowych reaguje na infekcję, komórki NKT są jednymi z pierwszych, które działają. Łącząc cechy komórek NK i komórek T, te unikalne komórki odpornościowe łączą wrodzony i adaptacyjny układ odpornościowy i odgrywają kluczową rolę w regulacji odpowiedzi immunologicznej.
Gdy komórki NKT są aktywne podczas początkowej infekcji dengą, pomagają ustanowić silną pamięć immunologiczną, która chroni przed kolejnymi infekcjami. Innymi słowy, komórki NKT rekrutowane do skóry na początku infekcji mogą wpływać na reakcje immunologiczne przez miesiące, a nawet lata.
Oprócz zwalczania wirusa bezpośrednio w skórze, komórki NKT pomagają również w ustanowieniu wspomagającego środowiska immunologicznego w pobliskich węzłach chłonnych. Ułatwia to produkcję skutecznych przeciwciał, które są niezbędne do neutralizacji wirusa i zapewnienia długoterminowej ochrony, przez inne komórki odpornościowe.
Układ odpornościowy opiera się na dwóch podstawowych typach odpowiedzi immunologicznych – Th1, która koncentruje się na niszczeniu zagrożeń po zainfekowaniu komórek, oraz Th2, która zwalcza patogeny, takie jak bakterie, pasożyty i toksyny poza komórkami. Dzięki temu odpowiedzi Th1 są szczególnie skuteczne w walce z wirusami, takimi jak denga. Naukowcy odkryli, że komórki NKT napędzają specyficzne dla dengi odpowiedzi Th1, co prowadzi do produkcji „dobrych” przeciwciał, które neutralizują wirusa.
W modelu przedklinicznym zespół odkrył, że układy odpornościowe pozbawione funkcjonalnych komórek NKT wytwarzają przeciwciała typu Th2, które są mniej skuteczne przeciwko wirusom. Prowadzi to do niewystarczającej ochrony przed ponownym zakażeniem tym samym szczepem. Co ważniejsze, może również powodować zjawisko znane jako zależne od przeciwciał wzmocnienie, w którym „złe” przeciwciała z pierwotnej infekcji zaostrzają chorobę podczas późniejszych infekcji innymi szczepami. Może to sprawić, że wtórna infekcja dengą będzie cięższa niż pierwotna.
Podobne wzorce zaobserwowano również u ludzi. Pacjenci z pierwotnymi zakażeniami dengą, u których rozwinęły się przeciwciała związane z Th1, powiązane z aktywnością komórek NKT, mieli lepsze wyniki, podczas gdy u pacjentów z wtórnymi zakażeniami, u których wytworzyły się wysokie poziomy przeciwciał związanych z Th2, prawdopodobieństwo wystąpienia ciężkiej postaci choroby było większe.
Współautor i starszy pracownik naukowy na Duke-NUS, dr Abhay Rathore, który również pracuje w Katedrze Patologii w Duke University Medical Centre, powiedział:
„Zrozumienie, w jaki sposób komórki odpornościowe generują silne wczesne odpowiedzi, może pomóc nam zaprojektować szczepionki wykorzystujące komórki NKT i odpowiedzi Th1 w celu lepszej produkcji przeciwciał i komórek pamięci. To podejście może zwiększyć skuteczność i bezpieczeństwo szczepionki przeciwko dendze, szczególnie w przypadku osób, które miały wcześniej kontakt z wirusem, i umożliwić spersonalizowane leczenie poprzez monitorowanie poziomów przeciwciał w celu oceny ryzyka ciężkiej choroby”.
Profesor Patrick Tan, starszy prodziekan ds. badań na Duke-NUS, skomentował to następująco:
„Te odkrycia oznaczają znaczący postęp w naszej walce z dengą i odzwierciedlają zaangażowanie Duke-NUS w pionierskie innowacyjne rozwiązania globalnych wyzwań zdrowotnych. Nie tylko otwierają drogę do opracowywania skuteczniejszych szczepionek i spersonalizowanych metod leczenia dengi, ale mogą mieć również potencjalne implikacje dla innych chorób wirusowych”.
Uznanie, że wczesne odpowiedzi immunologiczne mogą wpływać na długoterminowe zdrowie, a natura pamięci immunologicznej może być również istotna w przypadku wirusów takich jak grypa i COVID-19, gdzie silna pamięć immunologiczna ma kluczowe znaczenie. Jednak konieczne są dodatkowe badania w celu ustalenia znaczenia tych ustaleń dla innych infekcji wirusowych.
Duke-NUS to potęga w dziedzinie badań biomedycznych, która łączy podstawowe badania naukowe z wiedzą praktyczną, aby wpływać na sposób leczenia powszechnych zakażeń, takich jak denga, w warunkach klinicznych.
