במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת מיקרוביולוגיה של הטבעחוקרים חקרו הבדלים הקשורים לגיל בתגובות של תאי אפיתל באף (NEC) לזיהום בנגיף קורונה 2 (SARS-CoV-2) בתסמונת נשימה חריפה בקבוצות ילדים, מבוגרים ומבוגרים יותר.
מחקר: תגובות אפיתל באף ספציפיות לגיל לזיהום SARS-CoV-2. קרדיט תמונה: Designua / Shutterstock
רקע כללי
למרות חיסונים יעילים, הגיל נותר גורם הסיכון העיקרי לתמותה במחלת הקורונה 2019 (COVID-19). SARS-CoV-2 מדביק בתחילה NECs, דבר שהוא קריטי להבנת ההתקדמות לבעיות נשימה חמורות. דרוש מחקר נוסף כדי להבין היטב את המנגנונים מאחורי הבדלים הקשורים לגיל בתגובה ל-SARS-CoV-2, מה שעלול להוביל לטיפולים ממוקדים ולשיפור התוצאות עבור קבוצות גיל שונות.
לגבי המחקר
המשתתפים למחקר הנוכחי גויסו מחמישה אתרי בתי חולים מרכזיים בלונדון, בריטניה (בריטניה), כולל קרן הבריאות הלאומית של Great Ormond Street Hospital (NHS) Foundation Trust, ה-Royal Free London NHS Foundation Trust, University College London Hospitals NHS Foundation Trust, ו-Wittington Health NHS Trust, בין מרץ 2020 לפברואר 2021. כל המשתתפים הסכימו בכתב, והמחקר אושר מבחינה אתית באמצעות Biobank Living Airway, המנוהל על ידי Great Ormond Street Institute of Child של University College London (UCL) בְּרִיאוּת. אנשים שלא נכללו בהשתתפות היו מעשנים נוכחיים, אלו עם סרטן פעיל או ליקויים חיסוניים, שקיבלו לאחרונה עירויי דם ואלה עם מצבי נשימה כרוניים כגון אסטמה או סיסטיק פיברוזיס.
צחצוח האף נאספו מתורמים בריאים בשלוש קבוצות גיל – ילדים (0-11 שנים), מבוגרים (30-50 שנים) ומבוגרים יותר (מעל 70 שנים) – שנבחנו שלילי ל-SARS-CoV-2 ולא הראו לא תסמינים נשימתיים בשבעת השבועות שלפני הדגימה. דגימות נאספו באמצעות מברשות ציטולוגיות ועובדו מיד לשימור שלמות התא, בהתאם להנחיות מחמירות.
ה-NECs תורבו בממשק אוויר-נוזל, הודבקו ב-SARS-CoV-2, ונוטרו אחר שינויים בביטוי גנים וחלבונים, התמיינות תאים ודינמיקת שכפול ויראלית.
סכימה של שיטה ומודל המשמשים לחקר זיהום SARS-CoV-2 של תאי אפיתל באף ילדים (P, <12 שנים), מבוגרים (A, 30-50 שנים) ומבוגרים יותר (O,> 70 שנים).
תוצאות המחקר
בבחינת ההרכב הסלולרי של NECs על פני גילאים שונים, נותח מערך נתונים של 139,598 תאים באמצעות רצף חומצה ריבונוקלאית (RNA) חד-תאית, שחשף 24 סוגי תאי אפיתל או מצבים שונים. אלה נעו בין תאים בזאליים, עם תת-אוכלוסיות כגון מחזורי תאי מחזור בסיסיים ובסיסיים | אפיתל-מזנכימליים (EMT), ועד תאים מפרשים וריסים, כל אחד מסווג לפי דפוסי ביטוי גנים ייחודיים הקשורים לתפקודים שונים, כולל הגנה ברירית.
המחקר ציין גם שינויים הקשורים לגיל בהתפלגות סוגי התאים הללו. מבוגרים הפגינו שפע גבוה יותר של תאי בסיס/אבות בהשוואה לילדים, דפוס המתאים לממצאים ממחקרי אפיתל קודמים באף. למרות ההבדלים הללו, פעילות ריסירית ורמות ביטוי של חלבונים מבניים כמו טובולין לא הראו שינוי משמעותי עם הגיל. עם זאת, תרביות NEC ממבוגרים מבוגרים נצפו כעבות יותר, מה שמצביע על סידור תאי צפוף יותר מבלי להשפיע על שלמות המחסום האפיתל.
ממצא בולט אחד בתרביות ילדים היה הנוכחות המוגברת של סוג מסוים של תא גביע, המעיד על שינוי במצב התא שלא נצפה במבוגרים או אנשים מבוגרים. למרות רמות חלבון כוללות דומות של גורמי כניסה ל-SARS-CoV-2 בכל קבוצות הגיל, רמות ה-RNA שליח (mRNA) של חלבונים אלו היו גבוהות יותר בתאי גביע ילדים, מה שמרמז על רגישות שונה לזיהום ויראלי על פני גילאים.
כאשר בחנו את דינמיקת השכפול הוויראלי, תרביות NEC שנגועות בזן SARS-CoV-2 בשושלת מוקדמת לא הראו הבדלים משמעותיים במספר הקריאות הנגיפיות לאורך זמן בין קבוצות גיל. עם זאת, סוג התאים הנגועים היה שונה, כאשר אנשים צעירים יותר מראים זיהומים מרוכזים בפחות סוגי תאים מאשר מבוגרים ומבוגרים. מעניין לציין שמבוגרים יותר הראו התפשטות גדולה יותר של זיהום ויראלי בתוך התרבית, עדות לכך באחוז גבוה יותר של תאים המבטאים RNA ויראלי.
המחקר הרחיב את ההשפעות של SARS-CoV-2 על פנוטיפים של תאים, וחשף כי זיהום הוביל לירידה בעובי התרבית ופגיעה בשלמות האפיתל במבוגרים ובמבוגרים. כמו כן, נצפתה עלייה בגיוס תאי בסיס בקרב מבוגרים, מה שמרמז על תגובה מוגברת לזיהום המערבת מנגנוני תיקון תאיים ואולי תורמת לתוצאות מחלה חמורות יותר. בנוסף, NECs מבוגרים יותר הראו נטייה גבוהה יותר לבטא סמנים הקשורים לפציעת רקמות ופיברוזיס, מה שעשוי להסביר את ההשפעות הפיזיות והקליניות הבולטות יותר של COVID-19 שנצפו באוכלוסיות מבוגרות.
מסקנות
לסיכום, המחקר ניתח 139,598 NECs על פני גילאים שונים, וחשף 24 סוגי תאים שונים באמצעות רצף RNA חד-תא. זה הראה הבדלים הקשורים לגיל בהפצת התאים, כאשר למבוגרים יש יותר תאי בסיס/אב ומבוגרים יותר שהציגו תרביות NEC עבות יותר. תרביות ילדים הגדילו את תאי הגביע הספציפיים, מה שמצביע על רגישות משתנה ל-SARS-CoV-2. בעוד שכפול ויראלי היה עקבי על פני גילאים, מבוגרים חוו התפשטות זיהום רחבה יותר. זיהום שינה את הפנוטיפים של התאים, הפחית את שלמות האפיתל במבוגרים והגדיל את סמני הפגיעה ברקמות במבוגרים, המדגיש את החשיבות של התחשבות בגיל באסטרטגיות COVID-19.
