Immunceller frigiver proteiner kaldet cytokiner, der advarer resten af ​​immunsystemet om, at der er en virus til stede. www.scientificanimations.com, CC BY-SA

Morderen er ikke virussen, men immunresponset.

Den nuværende pandemi er unik, ikke kun fordi den er forårsaget af en ny virus, der sætter alle i fare, men også fordi rækkevidden af ​​medfødte immunresponser er forskellig og uforudsigelig. I nogle er den stærk nok til at dræbe. I andre er det relativt mildt.

Min forskning vedrører medfødt immunitet. Medfødt immunitet er en persons medfødte forsvar mod patogener, der instruerer kroppens adaptive immunsystem til at producere antistoffer mod vira. Disse antistofresponser kan senere bruges til at udvikle vaccinationsmetoder. Arbejder i laboratoriet of Nobelpristageren Bruce Beutler, Jeg var medforfatter papiret der forklarede, hvordan cellerne, der udgør kroppens medfødte immunsystem, genkender patogener, og hvordan overreagering over for dem generelt kan være skadeligt for værten. Dette gælder især hos COVID-19 patienter, der overreagerer på virussen.

Celledød - et ofre for skak

Jeg studerer inflammatorisk respons og celledød, som er to hovedkomponenter i det medfødte respons. Hvide blodlegemer kaldet makrofager bruger et sæt sensorer til at genkende patogenet og producere proteiner kaldet cytokiner, der udløser betændelse og rekrutterer andre celler i det medfødte immunsystem til hjælp. Derudover instruerer makrofager det adaptive immunsystem til at lære om patogenet og i sidste ende producere antistoffer.

For at overleve i værten dæmper vellykkede patogener det inflammatoriske respons. De gør dette ved at blokere makrofagers evne til at frigive cytokiner og advare resten af ​​immunsystemet. For at modvirke virusets tavshed begår inficerede celler selvmord eller celledød. Selvom det er skadeligt på celleniveau, er celledød gavnligt på niveauet af organismen, fordi det stopper spredning af patogenet.

For eksempel det patogen, der forårsagede den pestepest, der dræbte halvdelen af ​​den menneskelige befolkning i Europa mellem 1347 og 1351, var i stand til at deaktivere eller tavse folks hvide blodlegemer og sprede sig i dem og i sidste ende forårsage individets død. Imidlertid spillede infektionen anderledes hos gnavere. Bare de inficerede makrofager hos gnavere døde, hvilket begrænsede spredning af patogenet i gnavernes kroppe, som gjorde det muligt for dem at overleve.

Den "tavse" reaktion på pest er påfaldende forskellig fra det voldelige svar på SARS-CoV-2, den virus, der forårsager COVID-19. Dette antyder, at det er afgørende at holde den rigtige balance mellem medfødt respons for COVID-19-patienters overlevelse.

Vintage gravering af en død vogn, der samler ligene af pestofre under den sidste store pest i London, der strakte sig fra 1665 til 1666. duncan1890 / Getty Images

Sti til en cytokinstorm

Her er hvordan en overreaktion fra immunsystemet kan true en person, der bekæmper en infektion.

Nogle af de proteiner, der udløser betændelse, navngivet kemokiner, advarer andre immunceller - som neutrofiler, som er professionelle mikrobspisere - for at samles på stedet for infektioner, hvor de først kan ankomme og fordøje patogenet.

Andre cytokiner - såsom interleukin 1b, interleukin 6 og tumornekrosefaktor - styrer neutrofiler fra blodkarrene til det inficerede væv. Disse cytokiner kan øge hjerterytmen, hæve kropstemperaturen, udløse blodpropper, der fælder patogenet og stimulerer neuronerne i hjernen til at modulere kropstemperatur, feber, vægttab og andre fysiologiske reaktioner, der har udviklet sig til at dræbe virussen.

Når produktionen af ​​de samme cytokiner er ukontrolleret, beskriver immunologer situationen som en "cytokinstorm". Under en cytokinstorm udvider blodkarrene sig yderligere (vasolidering), hvilket fører til lavt blodtryk og udbredt blodkarskade. Stormen udløser en oversvømmelse af hvide blodlegemer til at komme ind i lungerne, som igen indkalder flere immunceller, der målretter mod og dræber virusinficerede celler. Resultatet af denne kamp er en gryderet af væske og døde celler og efterfølgende organsvigt.

Cytokinstormen er et centralt element i COVID-19-patologien med ødelæggende konsekvenser for værten.

Når cellerne ikke afslutter det inflammatoriske respons, gør produktion af cytokiner makrofager hyperaktive. De hyperaktiverede makrofager ødelægger stamcellerne i knoglemarven, hvilket fører til anæmi. Forhøjet interleukin 1b resulterer i feber og organsvigt. Den overdrevne tumornekrosefaktor forårsager massiv død af cellerne i blodkarrene, som bliver koaguleret. På et tidspunkt bliver stormen ustoppelig og irreversibel.

Narkotika, der bryder cytokinstormen

En strategi bag behandlingerne for COVID er dels baseret dels på at bryde den onde cirkel af “cytokinstormen”. Dette kan gøres ved at bruge antistoffer til at blokere stormens primære mediatorer, som IL6, eller dens receptor, som er til stede på alle celler i kroppen.

Hæmning af tumornekrosefaktor kan opnås med FDA-godkendte antistoflægemidler som Remicade eller Humira eller med en opløselig receptor såsom Enbrel (oprindeligt udviklet af Bruce Beutler), som binder til tumornekrosefaktor og forhindrer den i at udløse betændelse. Det det globale marked for tumornekrosefaktorinhibitorer er US $ 22 mia.

Lægemidler, der blokerer forskellige cytokiner, er nu i kliniske forsøg for at teste, om de er effektive til at stoppe den dødbringende spiral i COVID-19.

Om forfatteren

Alexander (Sasha) Poltorak, professor i immunologi, Tufts University

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Relaterede Bøger:

Kroppen holder scoren: Hjernens sind og krop i helingen af ​​traumer

af Bessel van der Kolk

Denne bog udforsker forbindelserne mellem traumer og fysisk og mental sundhed, og tilbyder indsigt og strategier for helbredelse og bedring.

Klik for mere info eller for at bestille

Breath: The New Science of a Lost Art

af James Nestor

Denne bog udforsker videnskaben og praksisen med åndedræt og tilbyder indsigt og teknikker til at forbedre fysisk og mental sundhed.

Klik for mere info eller for at bestille

Planteparadokset: De skjulte farer ved "sunde" fødevarer, der forårsager sygdom og vægtøgning

af Steven R. Gundry

Denne bog udforsker forbindelserne mellem kost, sundhed og sygdom, og tilbyder indsigt og strategier til at forbedre den generelle sundhed og velvære.

Klik for mere info eller for at bestille

Immunitetskoden: Det nye paradigme for ægte sundhed og radikal anti-aldring

af Joel Greene

Denne bog tilbyder et nyt perspektiv på sundhed og immunitet, der trækker på principper for epigenetik og tilbyder indsigt og strategier til at optimere sundhed og aldring.

Klik for mere info eller for at bestille

Den komplette guide til faste: Helbred din krop gennem intermitterende, alternativ-dages og forlænget faste

af Dr. Jason Fung og Jimmy Moore

Denne bog udforsker videnskaben og praksis med faste og tilbyder indsigt og strategier til forbedring af den generelle sundhed og velvære.

Klik for mere info eller for at bestille