Covid-19 põhjustav viirus on võtnud kasutusele mõned vargsi võtted, et elus püsida ja lüüa, ning selle edu üks saladus peitub immuunsüsteemi eest, levides rakkudest rakkudesse, leiti uues uuringus..
Rakukultuuri katsed näitasid, et COVID-19 põhjustav SARS-CoV-2 piirab viiruseosakeste vabanemist, mida antikehad võivad inaktiveerida, jäädes selle asemel rakuseinte vahele ja levima rakkude vahel.
"See on põhimõtteliselt maa-alune ülekandevorm," ütles juhtivautor Shan-Lu Liu, Ohio osariigi ülikooli veterinaariabioteaduste osakonna viroloogiaprofessor ja ülikooli retroviiruseuuringute keskuse uurija.
"lahtritest välja."
Liu ja kolleegid leidsid SARS-CoV-2 kohta muid paljastavaid üksikasju: ainuüksi selle pinnal olev piigivalk võimaldab rakkudest rakkudesse ülekandumist, kuid viiruse esmane retseptor sihtrakkudel, millega piisk seondub, ei ole rakust rakku edastusoperatsiooni vajalik osa. Lisaks leidsid nad, et neutraliseerivad antikehad on viiruse vastu vähem tõhusad, kui see levib läbi rakkude.
Uuring avaldati kolmapäeval (22. detsembril 2021) ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences.
Selle uuringu põhipunkt oli SARS-CoV-2 võrdlemine 2003. aasta SARS-i puhangu taga oleva koroonaviirusega, mida tuntakse SARS-CoV nime all. Leiud aitavad selgitada, miks kuigi esimene haiguspuhang tõi kaasa palju suurema surmajuhtumite arvu ja kestis vaid kaheksa kuud, ületame praeguse pandeemia kahe aasta piiri, kusjuures enamik juhtudest on asümptomaatilised, ütles Liu.
Võrdlus näitas, et SARS-CoV, mis põhjustas SARS-i 2003. aastal, on nn rakuvaba ülekande osas tõhusam kui SARS-CoV-2, kui vab alt hõljuvad viirusosakesed nakatavad sihtrakke, seondudes retseptoriga nende pinnale, kuid jäävad haavatavaks ka varasema infektsiooni ja vaktsiinide poolt toodetud antikehade suhtes. SARS-CoV-2 seevastu on rakust rakku ülekandmisel tõhusam – see muudab antikehadega neutraliseerimise raskemaks.
Viiruste erinevat efektiivsust demonstreeriti esmakordselt katsetes, milles kasutati pseudoviirusi – mittenakkuslikku viirustuuma, mille pinnal olid kaunistatud mõlemat tüüpi koroonaviiruse spikeproteiinid.
"Spike valk on vajalik ja piisav nii SARS-CoV-2 kui ka SARS-CoV rakkudest rakkudesse ülekandumiseks, sest ainus erinevus nende pseudoviiruste vahel oli teravikvalgud," ütles Liu, samuti programmidirektor. Ohio osariigi nakkushaiguste instituudi viiruste ja esilekerkivate patogeenide programmis.
Neid erinevusi sügavam alt uurides leidsid teadlased, et SARS-CoV-2 on ka võimekam kui SARS-CoV, et algatada sulandumine sihtrakumembraaniga, mis on veel üks oluline samm viiruse sisenemise protsessis. Ja seda tugevamat sulandumist seostati viiruse tõhustatud rakkudevahelise ülekandega.
Paradoksaalsel kombel põhjustab liiga palju rakumembraanide sulandumist rakusurma ja võib tegelikult häirida rakkudevahelist ülekannet, leidis ka Liu.
Seejärel pöördus meeskond ACE2 retseptori – rakupindadel oleva valgu – rolli poole, mis toimib COVID-19 põhjustava viiruse sisenemise väravana. Teadlased leidsid ootamatult, et viirus võib tungida rakkudesse, mille pinnal ACE2 puudub või mille tase on madal, võimaldades tugevat rakkudelt rakkudele ülekandumist.
"SARS-CoV-2 nakkuse ja ACE2 taseme vahel pole täiuslikku korrelatsiooni," ütles Liu. "Ace2 võib olla vajalik esmaseks nakatumiseks, kuid kui infektsioon on tuvastatud, ei pruugi viirus enam ACE2 vajada, sest see võib levida rakust rakku."
Lõpuks tegid teadlased katsetes, milles testiti COVID-19 patsientide vereproove autentse SARS-CoV-2 viiruse suhtes, et viirus võib vältida antikehade vastust rakkudevahelise ülekande kaudu, kuid antikehade neutraliseerimine viiruse levik rakuvaba edastusrežiimis oli efektiivne.
"Me suutsime kinnitada, et rakkudevaheline ülekanne ei ole tundlik COVID-patsientide või vaktsineeritud isikute antikehade pärssimise suhtes," ütles Liu. "Rakkudevahelise ülekande resistentsus antikehade neutraliseerimise suhtes on ilmselt midagi, mida peaksime jälgima, kuna SARS-CoV-2 variandid, sealhulgas kõige uuem Omicron, tekivad jätkuv alt. Selles mõttes on kriitilise tähtsusega tõhusate viirusevastaste ravimite väljatöötamine, mis on suunatud viirusinfektsiooni teistele etappidele."
Ikka veel on palju teadmata, sealhulgas täpne mehhanism, mida viirus rakust rakku levib, kuidas see võib mõjutada indiviidide reaktsioone viirusnakkusele ja kas tõhus rakust rakku ülekanne aitab kaasa uute variantide tekkimine ja levik. Liu labor kavandab täiendavaid uuringuid, kasutades autentset viirust ja inimese kopsurakke, et neid küsimusi edasi uurida.
Ohio osariigi kaasautorite hulka kuuluvad Cong Zeng, Jack Evans, Tiffany King, Yi-Min Zheng, Eugene Oltz, Linda Saif ja Mark Peeples, kes on samuti üleriigilise lastehaigla teadur. Oma panuse andis ka Sean Whelan Washingtoni ülikooli meditsiinikoolist.
