COVID-19 поражает легкие и дыхательные пути. Симптомы у пациента могут быть похожими на грипп, в том числе лихорадка, кашель и боль в горле, в то время как у некоторых людей симптомы могут не проявляться, но при этом у них по-прежнему может быть вирус. В худших случаях вирус вызывает пневмонию, которая в конечном итоге может привести к смерти. Считается, что вирус распространяется через дыхательные частицы, образующиеся при кашле или чихании зараженного, и, по-видимому, легко передается человеку. На сегодняшний день вирус распространился более чем в 184 странах и унес более 180 000 жизней.
Ученые всего мира пытаются понять, как именно распространяется вирус, чтобы помочь предотвратить его передачу и разработать вакцину. Хотя известно, что вирус, вызывающий COVID-19, известный как SARS-CoV-2, использует аналогичный механизм для заражения наших клеток в качестве родственного коронавируса, который вызвал эпидемию SARS 2003 года, точные типы клеток, участвующих в носу в его распространении, не были ранее точно определены.
Чтобы выяснить, какие клетки могут быть вовлечены в передачу COVID-19, исследователи проанализировали множество наборов данных консорциума Human Cell Atlas (HCA) для секвенирования одноклеточной РНК из более чем 20 различных тканей неинфицированных людей. К ним относятся клетки из легких, носовой полости, глаз, кишечника, сердца, почек и печени. Ученые искали, какие отдельные клетки экспрессируют оба из двух ключевых белков входа, используемых коронавирусом для заражения наших клеток.
Мы обнаружили, что рецепторный белок ACE2 и протеаза TMPRSS2, которые могут активировать поступление SARS-CoV-2, экспрессируются в клетках разных органов, включая клетки внутренней слизистой оболочки носа. Затем мы обнаружили, что в слизистых бокаловидных клетках и реснитчатых клетках носа были наивысшие уровни обоих этих вирусных белков среди всех клеток дыхательных путей. Это делает эти клетки наиболее вероятным начальным путем заражения вирусом.
Варадон Суннак, автор исследования, Wellcome Sanger Institute
Впервые эти специфические клетки в носу ассоциированы с COVID-19. Хотя существует много факторов, которые способствуют передаче вируса, эти результаты согласуются с быстрыми темпами заражения вирусом, наблюдаемыми до сих пор. Расположение этих клеток на поверхности внутренней части носа делает их высокодоступными для вируса, а также может способствовать передаче другим людям.
Два ключевых входных белка ACE2 и TMPRSS2 были также обнаружены в клетках роговицы глаза и в слизистой оболочке кишечника. Это указывает на другой возможный путь заражения через глаз и слезные протоки, а также выявило возможность фекально-оральной передачи.
Когда клетки повреждены или борются с инфекцией, активируются различные иммунные гены. Исследование показало, что производство рецепторов ACE2 в клетках носа, вероятно, включается одновременно с этими другими иммунными генами.
Human Cell Atlas (HCA) — это глобальный консорциум, целью которого является создание справочных карт всех клеток человека для понимания здоровья и болезней. В сообществе HCA участвуют более 1 600 человек в 70 странах, и эти данные доступны для ученых всего мира.
Путем точного определения характеристик каждого отдельного типа клеток Атлас человеческих клеток помогает ученым диагностировать, контролировать и лечить заболевания, включая COVID-19, совершенно новым способом.