Koronawirusy atakują przez nos

Pierwsze szczepy koronawirusa ludzkiego zidentyfikowano w latach 60. XX wieku, a pierwszy szczep wyizolowano od dziecka z objawami przeziębienia w 1962 roku. W następnych latach wyizolowano kolejne szczepy, z których dwa zostały uznane za odrębne gatunki.

Pierwszy groźny gatunek koronawirusa zidentyfikowano w 2002 roku w chińskiej prowincji Guangdong. Wirus, który został nazwany SARS-CoV, wywoływał zespół ciężkiej niewydolności oddechowej (ang. Severe Acute Respiratory Syndrome) i spowodował śmierć 775 osób. Wkrótce odkryto kolejne szczepy. Dwa z nich uznano za winne cyklicznych epidemii zakażeń dróg oddechowych, które pojawiały się późną jesienią, zimą i wczesną wiosną w odstępie od dwóch do czterech lat. Uważa się, że koronawirusy są odpowiedzialne za 10–20 proc. wszystkich przeziębień.

Wirusy infekują wszystkie formy życia, ale same nie są zdolne do rozmnażania się poza komórką gospodarzem. Nie mają struktury komórkowej i nie są uważane za organizmy. Te najprostsze zbudowane są z fragmentu genomu (RNA lub DNA) niezbędnego do wytworzenia cząstek potomnych, otoczonego płaszczem białkowym.

Wirusy mogą się namnażać wyłącznie we wnętrzu komórek gospodarza. Nie mają własnych miejsc wytwarzania energii czy biosyntezy i są całkowicie uzależnione od metabolizmu zainfekowanej komórki, która jest niezbędna także w procesie replikacji. To tłumaczy, dlaczego wirusy mogą atakować tylko określone organizmy, a w ich obrębie tylko pewne określone typy komórek. Tworzone przez wirusy białka czy enzymy muszą być zgodne z tymi w komórkach gospodarza.

Wirus SARS-CoV-2, z którym właśnie się mierzymy, atakuje płuca i drogi oddechowe. Objawy mogą być podobne do grypy, z gorączką, kaszlem i bólem gardła, ale choroba może też przebiegać bezobjawowo lub skąpo objawowo. W skrajnych przypadkach wirus może wywołać zapalenie płuc i śmierć. Uważa się, że jedną z dróg rozprzestrzeniania się wirusa są kropelki aerozolu, które powstają podczas kaszlu czy kichania. Do tej pory wirus rozprzestrzenił się w ponad 184 krajach i pochłonął ponad 240 tys. istnień ludzkich.

Od chwili, w której pojawił się wirus SARS-CoV-2, naukowcy starają się zrozumieć, w jaki sposób się rozprzestrzenia. Aby odkryć, które komórki mogą być zaangażowane w transmisję Covid-19, badacze Wellcome Trust Sanger Institute przeanalizowali wiele zbiorów danych konsorcjum Atlas Komórek Ludzkich (Human Cell Atlas – HCA) dotyczących sekwencjonowania jednokomórkowego RNA z ponad 20 różnych tkanek osób niezakażonych. Wykorzystując te dane, naukowcy starali się znaleźć komórki zawierające dwa białka, które pomagają koronawirusowi dostać się do ludzkich komórek. Okazało się, że takie grupy komórek znacznie częściej niż w innych miejscach znajdują się w płucach, drogach oddechowych, oku i jelitach.

„Stwierdziliśmy, że białko receptora ACE2 i proteaza TMPRSS2, które mogą aktywować wejście SARS-CoV-2, są wyrażone w komórkach różnych narządów, w tym w komórkach na wewnętrznej wyściółce nosa. Następnie ujawniliśmy, że komórki produkujące śluz i komórki rzęsate w nosie mają najwyższy poziom obu tych białek spośród wszystkich komórek w drogach oddechowych. To sprawia, że komórki te są najbardziej prawdopodobną początkową drogą zakażenia dla wirusa" – powiedział kierujący badaniem dr Waradon Sungnak.

Naukowcy po raz pierwszy powiązali konkretne komórki w nosie z infekcją Covid-19. Uważają, że mimo istnienia wielu czynników przyczyniających się do rozprzestrzeniania wirusa ich ustalenia są zgodne z zaobserwowanymi dotychczas szybkimi wskaźnikami zakażenia. Umiejscowienie tych komórek na powierzchni wewnętrznej części nosa sprawia, że są one bardzo łatwo dostępne dla wirusa, a także mogą pomóc w przenoszeniu wirusa na innych ludzi.

Dwa kluczowe białka wejścia ACE2 i TMPRSS2 znaleziono również w komórkach w rogówce oka i w wyściółce jelita. Sugeruje to jeszcze inną możliwą drogę infekcji: przez oko i przewody łzowe, a także drogą pokarmową.

Gdy komórki są uszkodzone lub walczą z infekcją, aktywowane są różne geny odpornościowe. Badanie wykazało, że produkcja receptora ACE2 w komórkach nosa jest prawdopodobnie włączana w tym samym czasie co te inne geny immunologiczne.