Mehanizam su dosad napreciznije prikazali istraživači sa Sveučilišta Columbia i Integrativnog centra za rak Herbert Irving. Kod smrtnosti je značajno poremećen galopirajući poremećaj u izmjeni plinova od vitalnog značaja za preživljavanje. Studija daje i solidne dokaze o tome zašto i preživljavanje teških oblika COVID-a mogu pratiti dugotrajne respiratorne komplikacije zbog ožiljaka na plućima. Znanstvenici vjeruju da bi ono što zovu “atlasom plućnih stanica” u COVID infekciji moglo ranim zaustavljanjem stanica odgovornih za plućnu fibrozu, možda zaustaviti začarani krug s fatalnim ishodom, a time i pomoći dugoročnim posljedicama.
Doc.dr. Benjamin Izar, vodio je skupinu s više od 40 istraživača i u nekoliko mjeseci izveli su seriju analiza. Studija je nastavak i prateći rad istraživača s Harvarda – Massachusetts Program in Health Sciences and Technology (MIT), a surađivali su i znanstvenici s Columbia Sveučilišta. Rad je objavljen u časopisu Nature.
Novo istraživanje jedinstveno je jer izravno istražuje plućno tkivo (umjesto sluzi ili ispiranja bronha) koristeći molekularno profiliranje koje može identificirati svaku stanicu u uzorku tkiva i zabilježiti aktivnost svake stanice. Rezultat je slika zbivanja u plućima od stanične razine na dalje. Za to je bilo potrebno promotriti tisuće raznih oblika stanica i stadija COVID-a, stanicu po stanicu, usporediti ih sa stanicama zdravih pluća i stanicama pluća oboljelih od drugih zaraznih bolesti.
Lijekovi koji ciljaju IL-1beta, interleukin-1beta mogu smanjiti upalu, jedan je od zaključaka. U usporedbi s normalnim plućima, pluća bolesnika s COVID-om bila su ispunjena imunološkim stanicama zvanim makrofagi, pokazalo je istraživanje. Tipično tijekom infekcije, ove stanice “gutaju” patogene, ali također reguliraju intenzitet upale što također pomaže u borbi.
U COVID-19 vidimo ekspanziju i nekontroliranu aktivaciju makrofaga, onih u alveolama i onih koji se razvijaju iz monocita. Oboje su krvne stanice za obranu, ali u COVID-u su nađene potpuno izvan ravnoteže i zato se upala nekontrolirano pojačava. To rezultira začaranim krugom u kojem dolazi više imunih stanica koje uzrokuju još više upala što u konačnici oštećuje plućno tkivo. Ti makrofagi vrlo brzo stvaraju jedan upalni citokin, IL-1beta. Za razliku od ostalih citokina poput IL-6, interleukina-6 koji je čini se univerzalno rasprostranjen u raznim pneumonijama, proizvodnja IL-1beta u makrofazima izraženija je u COVID-19 u usporedbi s drugim virusnim ili bakterijskim infekcijama pluća, kaže Izar.
To je važno jer postoje lijekovi koji prigušuju učinke IL-1beta. Neki od ovih lijekova već se ispituju u kliničkim ispitivanjima bolesnika s COVID-om. Teški COVID također sprječava regeneraciju i oporavak pluća. U tipičnoj infekciji virus oštećuje stanice pluća, imunološki sustav čisti patogen i ostatke, a pluća se obnavljaju. No, u COVID-u je nova studija otkrila da virus SARS-CoV-2 ne samo da uništava alveolarne epitelne stanice važne za izmjenu plinova, već i upala koja slijedi također smanjuje sposobnost preostalih stanica da regeneriraju oštećena pluća. Iako pluća još uvijek sadrže stanice koje mogu popraviti, upala trajno zarobljava te stanice u međustaničnom stanju i ostavlja ih nesposobnima dovršiti posljednje korake potrebne za zamjenu zrelog plućnog epitela. To sugerira da osim smanjenja upale, ciljanje IL-1beta lijekom može pomoći u uklanjanju kočnica sa stanica potrebnih za popravak pluća.
Istraživači su također pronašli velik broj specifičnih stanica koje stvaraju brze ožiljke u plućima COVID-19 inficiranih. Kada ispune pluća ožiljnim tkivom, proces koji se naziva fibroza, pluća imaju manje prostora za stanice uključene u izmjenu plinova i trajno su oštećena. Tražeći potencijalne ciljane lijekove otkriven je već algoritam zvan VIPER na Columbia Sveučilištu. Identificirano je nekoliko molekula koje bi mogle biti važne za ciljane lijekove. Mogli bi se barem ublažiti neki štetni učinci i smrtonosni i trajni. Istraživači se nadaju da će dijeljenje njihovih otkrića pomoći ostalim grupama istraživača i proizvođača lijekova da šire ideju i testiraju je. Rezultat ne bi bio moguć bez banke tkiva koji su sačuvani na odjelu Columbia Sveučilišta od početka pandemije.
