Stepen ozbiljnosti do kojeg neko doživi COVID-19 ima mnogo veze sa imunološkim odgovorom tela na virus SARS-CoV-2 i infekcijom koju on izaziva. Naš imuni sistem kroji antitela za borbu protiv infekcija, tako da se često koriste kao indikator za određivanje vrste bolesti protiv koje se suočavamo ili koliko je verovatno da će nas ona razboleti.
Gledajući pomno jedno od antitela proizvedenih za borbu protiv COVID-19, istraživači sa Medicinskog fakulteta Univerziteta Drekel otkrili su osobinu koja bi se mogla koristiti za predviđanje ozbiljnosti bolesti.
Ovo otkriće, koje je nedavno objavljeno u časopisu Nature Communications, povezano je sa prisustvom struktura šećera, nazvanih glikani, koje modifikuju antitela i utiču na njihovo funkcionisanje.
Rano istraživanje COVID-19 fokusiralo se na ovu modifikaciju, nazvanu glikozilacija, jer se dešavala u dugotrajnim antitelima na imunoglobulin G. Do otkrića Drekel tima došlo je posmatranjem antitela proizvedenog ranije u imunološkom odgovoru poznatom kao imunoglobulin M (IgM).
„IgM igra glavnu ulogu u tome kako imuni sistem reaguje na patogene poput bakterija i virusa“, rekla je ko-stara autorka istraživanja Meri En Komunale, EdD. „Niko nije gledao IgM glikane, pa smo to učinili metom ovog rada. Komunale je vanredni profesor i glikobiolog na Medicinskom koledžu sa više od dve decenije iskustva u istraživanju biomarkera sa fokusom na glikobiologiju.
Istraživačka grupa Drekel, koju vodi MD/Ph.D. Kandidat Ben Haslund-Gourlei, student u laboratoriji Comunale na Drekel’s College of Medicine, otkrio je da su promene u strukturama glikana vezanih za IgM povezane sa ozbiljnošću pacijentove infekcije COVID-19 – i ove promene u glikanima mogu uticati na to kako antitela se bore protiv infekcije.
„Ono što nam ovaj rad govori jeste da imuni sistem menja glikane na IgM – posebno tokom teške bolesti“, rekao je ko-stariji autor dr Elias El Hadad, profesor mikrobiologije i imunologije na Medicinskom koledžu. „Iako ne postoji brzi test za pregled ovih glikana kod hospitalizovanih pacijenata, ovi nalazi mogu poslužiti kao polazna tačka za razumevanje odgovora imunog sistema.“
Uzorci krvi korišćeni u studiji potiču od hospitalizovanih pacijenata sa COVID-19 koji učestvuju u Drekel kohorti Nacionalnog instituta za alergije i infektivne bolesti „Procena imunofenotipizacije u kohortnoj studiji COVID-19“ (IMPACC), od kojih su El Hadad i ko- autor i dekan Medicinskog fakulteta Charles Cairns, MD, služe kao glavni istraživači. Istraživači su pratili pacijente, prateći prvih 28 dana njihove bolesti.
„Kada se IgM veže za svoju metu, on aktivira kaskadu proteina, poznatih kao komplement, koji napadaju ćelijske zidove“, rekao je El Haddad. „Iako ova aktivnost može pomoći u borbi protiv infekcija, prekomerna aktivacija komplementa može dovesti do otkazivanja organa.“
Teške infekcije COVID-19 imaju veću aktivnost komplementa, mehanizam koji telo koristi za borbu protiv patogena. Istraživanje Drekel tima sugeriše da bi glikani na IgM delimično mogli biti odgovorni za ovu prekomernu aktivaciju tokom teške bolesti.
„Ovi nalazi ukazuju na to da bi identifikovanje IgM glikana moglo identifikovati pacijente sa rizikom od teške bolesti u ranoj fazi infekcije i pomoći u upravljanju“, rekao je Kerns.
„Glikozilacija antitela je neophodna kada se razvijaju terapeutici“, rekao je Comunale. „Antitela mogu imati pro- ili antiinflamatorne efekte u zavisnosti od prisutnih glikana. Glikoinženjering je način da se fino podesi antitelo da efikasnije ubije patogen i da se osigura da ne izazivate povećanje inflamatornog odgovora pacijenta. Stoga, ovi rezultati informišu razvoj strategija imunoterapije za virusne bolesti.“
Autori se nadaju da će ova studija na 22 pacijenta dovesti do većih studija pacijenata koje potvrđuju ove rezultate i buduća istraživanja koja se bave IgM i IgG kod pacijenata nakon što napuste bolnicu kako bi se videlo da li ti glikani mogu pomoći u predviđanju dugotrajnih simptoma COVID-a.
„Saradnja je počela kada je Ben, student u mojoj laboratoriji, saznao za IMPACC studiju od svoje vršnjakinje Kire Voloszczuk, studenta u Drekel laboratoriji dr Eliasa El Hadada, koji je okupio stručnjake za glikobiologiju i imunologiju“, Comunale rekao. „Rezultati ovog rada ističu dve ključne tačke potrebne za translaciona istraživanja: važnost saradnje i spremnost pacijenta da se angažuje sa naučnicima.
