Пожилые люди значительно более восприимчивы к гриппу по сравнению с молодыми. С возрастом заражения происходят чаще, а болезнь протекает тяжелее. Это выражается в том, что более 90% смертности от гриппа приходится на людей старше 65 лет. Причина столь высокой смертности заключается в старении иммунной системы, которая теряет способность адекватно реагировать на вирусные атаки.
Эпителиальные клетки носа являются основной мишенью вирусов гриппа. Они инфицируются первыми и играют решающую роль в активации врожденного иммунитета и регуляции адаптивного иммунного ответа.
Ученые из США сравнили реакции на вирус гриппа эпителиальных клеток носа у пожилых и молодых людей.
Дизайн исследования
В исследовании участвовали две группы здоровых людей:
- Первая группа – молодые люди в возрасте от 20 до 27 лет.
- Вторая группа – пожилые старше 55 лет.
У всех участников были взяты образцы клеток эпителия слизистой носа.
Часть клеток инфицировали вирусом гриппа А H3N2 при температуре 33°C, чтобы точно воспроизвести температуру эпителия носа. Оставшиеся клетки остались здоровыми, из них сформировали контрольную группу.
Параллельно ученые выращивали иммунные клетки, способные определять вирус гриппа в эпителиальных клетках.
Ученые сравнивали количество вирусных частиц в разных группах клеток, количество погибших эпителиальных клеток, степень активации врожденного и адаптивного иммунитета и уровни свободно циркулирующих белков, которые сигнализируют о начале инфекции.
Результаты
Эпителиальные клетки носа пожилых людей под воздействием вирусной инфекции значительно хуже переходят в противовирусное состояние, чем у молодых людей.
Дело в том, что эпителиальные клетки при инфицировании начинают вырабатывать молекулы интерферона – сигнального белка, который запускает все системы противовирусной защиты. Интерферон инициирует в клетке синтез белков, которые препятствуют размножению вируса. У пожилых людей наблюдалось значительно меньше двух критически важных противовирусных белков, которые препятствуют развитию инфекции на начальной стадии. Эти белки являются частью врожденного иммунитета и вырабатываются в клетке, стимулированной молекулой интерферона.
Первый белок – IFITM1 – препятствует проникновению вируса в эпителиальную клетку. Он мешает вирусной мембране слиться с эпителиальной клеткой и выпустить вирусный генетический материал. Этого белка у пожилых людей в 2,6 раза меньше, чем у молодых.
Второй белок – MX1 – подавляет активность вирусного генетического материала в клетке, воздействуя на разные стадии его размножения. Во-первых, он препятствует созданию первичной копии генетической информации вируса в ядре зараженной клетки. Во-вторых, он связывается с первичной копией вируса и мешает ее дальнейшему размножению. В-третьих, он нейтрализует вновь созданные вирусные частицы и препятствует их выходу наружу из зараженной клетки. В целом, биологическая роль этого белка описывается в более раннем исследовании как «естественная устойчивость к вирусу гриппа». В настоящем исследовании было установлено, что эпителиальные клетки пожилых людей вырабатывают в 1,3 раза меньше белка МХ1, чем клетки молодых участников.
В следующей части эксперимента ученые исследовали эффективность распознавания инфицированных эпителиальных клеток клетками адаптивного иммунитета. Распознавание зараженных клеток – это сложный процесс, в котором участвует множество белков, вырабатываемых в инфицированной клетке. Для анализа ученые отобрали несколько классов белков, которые играют ключевую роль в информировании иммунных клеток о заражении. Одни белки выявляют фрагменты вирусных пептидов, другие – транспортируют эти пептиды, третьи – демонстрируют эти чужеродные пептиды иммунным клеткам. У пожилых этих белков антиген-презентации вырабатывается в 1,4-2,1 раза меньше в зависимости от типа белка.
Ученые также измеряли уровень воспалительной реакции в зараженных эпителиальных клетках людей разных возрастов. У пожилых клетки слизистой носа вырабатывают значительно больше провоспалительных сигнальных белков.
Таким образом, пожилые люди подвержены большему риску тяжелой формы гриппа из-за совокупности возрастных изменений:
- Хуже противовирусная защита клеток слизистой носа.
- Зараженные эпителиальные клетки с меньшей вероятностью будут обнаружены клетками адаптивного иммунитета.
- Формируется повышенный уровень воспаления.
Вывод
Пожилые люди значительно более восприимчивы к гриппу, а болезнь у них протекает тяжелее, чем у молодых. Это связано с ухудшением противовирусного иммунитета и повышенным уровнем воспаления. У пожилых вырабатывается меньше белков врожденного иммунитета, которые непосредственно препятствуют вирусной атаке на начальной стадии заражения. Также снижена эффективность адаптивного иммунитета за счет более слабого синтеза антиген-презентующих белков в зараженных клетках.
Источники
- Age-Associated Changes in the Respiratory Epithelial Response to Influenza Infection
- Mortality associated with influenza and respiratory syncytial virus in the United States
- The Antiviral Activity of Interferon-Induced Transmembrane Proteins and Virus Evasion Strategies
- Human MX1 orchestrates the cytoplasmic sequestration of neo-synthesized influenza A virus vRNPs
- Interferon-Inducible Protein Mx1 Inhibits Influenza Virus by Interfering with Functional Viral Ribonucleoprotein Complex Assembly
