Почему свиньи не болеют коронавирусом?

Исследование проводилось под руководством Рахула Нелли — доцента кафедры ветеринарной диагностики и медицины сельскохозяйственных животных Университета штата Айова в США, и Луиса Гименеса-Лиролы — доцента той же кафедры.

Нелли и Гименес-Лирола в течение многих лет изучали, как коронавирусы воздействуют на свиней. Учёные разработали модели, позволяющие детально изучить, как вирусы заражают клетки свиней и как они реагируют на инфекцию.

В ходе последних экспериментов они ввели вирус в культивированные свиные и человеческие респираторные эпителиальные клетки, которые выстилают большую часть дыхательных путей, и обнаружили, что клетки свиней с большей скоростью подвергаются апоптозу, или контролируемой гибели клеток, в ответ на инфекцию, чем эпителиальные клетки человека.

«Когда мы смотрели под микроскопом, то видели, как внутри клеток происходило интересное явление, — говорит Нелли. — Ядра инфицированных свиных клеток начали распадаться на фрагменты, а неинфицированных свиных клеток — нет».

Такое измельчение ядра — признак апоптоза, благодаря которому свиньи могут избегать симптомов после заражения вирусом SARS-CoV-2. Запуск апоптоза на ранней стадии инфекции приводит к минимальному повреждению тканей и ограничивает репликацию вируса, тем самым ограничивая тяжёлое заболевание.

Человеческие клетки также могут подвергаться апоптозу в ответ на коронавирусную инфекцию, но, согласно исследованию, они делают это гораздо реже, чем свиные. Учёные определили, что свиные клетки подвергаются апоптозу примерно в 100 раз чаще, чем человеческие.

Человеческие клетки чаще проходят через некроз — другую форму клеточной смерти, которая менее контролируема, чем апоптоз. При некрозе содержимое клетки выходит в окружающее пространство, вызывая сильный гипериммунный ответ, который отсутствует при апоптозе.

Исследователи предполагают, что широкомасштабное действие апоптоза помогает избежать болезни, поскольку быстро уничтожает заражённые клетки без чрезмерной реакции иммунной системы, в то время как широкомасштабный некроз и вызванная им гипериммунная реакция менее благоприятны для клеток человека.

«Мы не хотим делать преждевременных выводов, но эта реакция, вероятно, присуща иммунной системе свиней, и она врождённая, а не приобретённая, — говорит Гиминес-Лирола. — Идея заключается в том, чтобы убить вирус тонко, но достаточно быстро, чтобы не вызвать чрезмерного иммунного ответа».

Исследователи говорят, что дальнейшее изучение может привести к разработке терапии, направленной на то, чтобы вызывать апоптоз в клетках человека, что позволит людям, инфицированным коронавирусом, избежать тяжёлых симптомов.

На следующем этапе исследования учёные определят все гены, активируемые во время инфекционного процесса у свиней, и сравнят их с подобными генами у других видов животных. Исследователи планируют получить дополнительные подсказки в вопросах о том, как и почему другие животные, например, олени, могут переносить вирус, не испытывая симптомов заболевания?