Исследователи из больницы Massachusetts Eye and Ear и Северо-восточного университета обнаружили в слизистой носа ранее неизвестный иммунный ответ, который борется с вирусами, ответственными за инфекции верхних дыхательных путей. Дальнейшее тестирование показало, что эта защитная реакция подавляется при более низких температурах, что повышает вероятность возникновения инфекции. В новом исследовании впервые описывается биологический механизм, объясняющий, почему вирусы гриппа и COVID-19, а также сотен других ОРЗ, с большей вероятностью возникают в холодное время года.

"Традиционно считалось, что сезон простуды и гриппа приходится на более прохладные месяцы, потому что люди проводят больше времени в помещении, где вирусы, распространяющиеся воздушно-капельным путем, переносятся лучше, — говорит автор исследования, доктор медицинских наук Бенджамин С. Блейер. — Однако наше исследование указывает на биологическую первопричину сезонных колебаний вирусных инфекций верхних дыхательных путей".

Первая линия защиты в носу

Нос является одной из первых точек контакта между внешней средой и внутренней частью тела и наиболее вероятным местом входа для болезнетворных патогенов. Они вдыхаются или попадают непосредственно (например, при помощи рук) в переднюю часть носа, откуда через дыхательные пути переносятся дальше, что может привести к инфекции верхних дыхательных путей. На протяжении долгого времени оставалось загадкой, как именно дыхательные пути защищают себя от этих патогенов.

Так продолжалось до тех пор, пока исследование 2018 года под руководством доктора Блейера и профессора фармацевтических наук Северо-восточного университета Мансура Амиджи не обнаружило врожденный иммунный ответ, который запускается при вдыхании бактерий через нос: клетки в передней части носа обнаруживали бактерии, а затем выпускали миллиарды крошечных заполненных жидкостью пузырьков, называемых внеклеточными везикулами, в слизь, чтобы окружить и атаковать бактерии.

Исследование 2018 года также показало, что везикулы переносят защитные антибактериальные белки через слизь от передней части носа к его задней части по дыхательным путям, чтобы там защитить другие клетки от бактерий, прежде чем они проникнут слишком глубоко в организм.

В рамках нового исследования ученые хотели выяснить, возникает ли такой же иммунный ответ при попадании в нос вирусов, которые чаще всего становятся причиной заболеваний верхних дыхательных путей.

Ученые проанализировали, как клетки и образцы носовой ткани, собранные из носа пациентов, перенесших операцию, и здоровых добровольцев реагировали на три вируса: коронавирус и два риновируса.

Выяснилось, что каждый вирус вызывает реакцию клеток в носу, но она отличается от той, что возникает в ответ на бактерии. После высвобождения внеклеточные везикулы действовали как приманки, неся рецепторы, с которыми вирус связывался вместо того, чтобы присоединяться к клеткам носа. "Чем больше приманок, тем больше вируса будет уничтожено, что подавляет инфекцию", — сказал доктор Хуанг.

Затем исследователи проверили, как более низкие температуры влияют на эту реакцию, что особенно актуально для носового иммунитета, учитывая, что внутренняя температура носа сильно зависит от температуры вдыхаемого воздуха. Они взяли здоровых добровольцев из среды с комнатной температурой, подвергли их воздействию температуры 4,4 градусов по Цельсию в течение 15 минут — и увидели, что температура внутри носа упала примерно на 5 градусов. Затем ученые протестировали, как на такое снижение температуры отреагируют ткани носа и обнаружили, что иммунный ответ был притуплен. Количество внеклеточных везикул, выделенных назальными клетками, уменьшилось почти на 42 процента.

Полученные результаты могут помочь в разработке новых лекарств от сезонных заболеваний. Например, назальный спрей мог бы активировать выработку внеклеточных везикул, чтобы дыхательные пути лучше справлялись с вирусами.

Исследование было опубликовано в The Journal of Allergy and Clinical Immunology.