Vedci z tímov pôsobiacich v USA a Číne podrobne skúmali, ako sa fragmenty spike proteínu SARS-CoV-2 správajú po tom, čo ich imunitný systém človeka rozštiepi na menšie časti. Zamerali sa najmä na to, prečo niektoré úlomky dokážu poškodzovať určité imunitné bunky výraznejšie než iné.
Výsledky laboratórnych experimentov ukázali, že pri štiepení spike proteínu vznikajú peptidy s vysokým kladným nábojom. Tie sa môžu správať podobne ako prirodzené antimikrobiálne peptidy, ktoré sú schopné narúšať bunkové membrány tým, že v nich vytvárajú malé póry.
Ako vznikajú potenciálne škodlivé fragmenty?
Spike proteín sa pri imunitnej odpovedi štiepi enzýmami, ktoré bežne rozkladajú vírusové bielkoviny. Pri tomto procese vzniká veľké množstvo peptidov rôznych dĺžok. Časť z nich má charakteristiky, ktoré im umožňujú interagovať s bunkovými membránami.
Výskumníci zistili, že približne tretina týchto úlomkov vykazuje vlastnosti umožňujúce narúšať lipidové vrstvy.
Prečo je dôležitý tvar bunkovej membrány?
Nie všetky imunitné bunky reagujú na peptidy rovnako. Rozdiel spočíva v geometrii ich povrchu:
- Dendritické bunky a T-lymfocyty majú na membráne množstvo výbežkov, preliačin a miest s tzv. negatívnym Gaussovým zakrivením.
- Monocyty a neutrofily majú povrch oveľa hladší.
Modely aj experimenty ukázali, že peptidy sa prirodzene zhromažďujú práve v sedlovitých preliačinách buniek s členitým povrchom. Pri dostatočne vysokej lokálnej koncentrácii dokážu vytvoriť póry s priemerom približne 1,5 až 1,9 nanometra, čo narušuje stabilitu bunkovej membrány.
Experimenty preukázali:
- najväčší účinok na plazmacytoidné dendritické bunky
- zvýšenú náchylnosť dendritických buniek všeobecne
- vyššiu úmrtnosť T-lymfocytov
- minimálny účinok na monocyty a neutrofily
Treba zdôrazniť, že tieto výsledky pochádzajú z in vitro testov, teda z experimentov vykonaných mimo ľudského tela. Nehovoria o tom, v akej koncentrácii takéto fragmenty vznikajú počas reálnej infekcie.
Účinok mutácií: príklad variantu omikron
Vedci porovnali aj fragmenty spike proteínu pôvodného vírusu s fragmentmi variantu omikron, ktorý obsahuje zmenu aminokyseliny T547K. Ukázalo sa, že táto mutácia:
- zvyšuje náboj vzniknutého peptidu
- mení stabilitu jeho interakcie s membránou
- vedie k tvorbe menších a menej stabilných pórov
V laboratórnych podmienkach mali fragmenty z omikronu slabší účinok na bunkové membrány než fragmenty pôvodného spike proteínu.
Spolupráca s ľudským peptidom LL-37
Ďalším poznatkom je, že peptidy zo spike proteínu môžu pôsobiť synergicky s LL-37, prirodzeným antimikrobiálnym peptidom produkovaným počas zápalu. V niektorých prípadoch spolu dokázali vytvárať póry aj vtedy, keď LL-37 sám o sebe nestačil.
Otvorené otázky, ktoré výskum zatiaľ nevyriešil
Je dôležité zdôrazniť, že:
- nie je známe, aká vysoká koncentrácia fragmentov vzniká v tele počas infekcie
- nie je potvrdené, do akej miery tento mechanizmus prispieva k úbytku T-lymfocytov u pacientov
- zatiaľ neexistuje dôkaz, že tento jav má zásadnú úlohu pri dlhom covide
- je potrebný ďalší výskum, aby sa zistilo, či sa podobné fragmenty tvoria aj pri iných vírusových infekciách
Čo výsledky znamenajú?
Výskum poskytuje nový pohľad na to, ako môže rozpad vírusových proteínov ovplyvňovať imunitný systém. Ukazuje, že tvar bunkovej membrány môže zohrávať významnejšiu úlohu pri citlivosti imunitných buniek na poškodenie, než sa doteraz predpokladalo.
Ide však o predklinické zistenia, ktoré rozširujú naše teoretické porozumenie, no zatiaľ nepopisujú preukázaný mechanizmus prebiehajúci v tele človeka v reálnych koncentráciách.
