In de vroege fase van COVID-19 wordt met SARS-CoV-2 geïnfecteerd longweefsel en het directe afweersysteem geactiveerd. Deze vroege en snelle reactie wordt ‘aangeboren immuniteit’ genoemd en wordt geleverd door immuuncellen in de longen. Macrofagen zijn belangrijke celtypen van het aangeboren immuunsysteem van de longen, en nieuw gedifferentieerde macrofagen afkomstig uit de bloedbaan dragen ook bij aan vroege afweer tegen virussen.
Professor Su-Hyung Park en zijn medewerkers onderzochten de kwantitatieve en kwalitatieve evaluatie van immuunresponsen in de longen van met SARS-CoV-2 geïnfecteerde fretten. Om de beperkingen van onderzoek met behulp van door patiënten afkomstige monsters te overwinnen, gebruikten de onderzoekers een fret-infectiemodel om achtereenvolgens met een gedefinieerd tijdsinterval met SARS-CoV-2 geïnfecteerde longen te verkrijgen.
De onderzoekers analyseerden de 10 subtypes van macrofagen tijdens de vijfdaagse kuur van SARS-CoV-2-infectie en ontdekten dat infiltrerende macrofagen afkomstig van geactiveerde monocyten in het bloed belangrijke spelers waren voor virale klaring en voor beschadigd longweefsel. Bovendien ontdekten ze dat het differentiatieproces van deze inflammatoire macrofagen leek op de immuunresponsen in het longweefsel van ernstige COVID-19-patiënten.
Momenteel voert het onderzoeksteam een vervolgstudie uit om de dynamische veranderingen in immuunresponsen te identificeren tijdens het gebruik van immunosuppressiva om de hyperinflammatoire respons, de zogenaamde ‘cytokinestorm’, te beheersen bij patiënten met COVID-19.
Dr. Jeong Seok Lee, de chief medical officer bij Genome Insight Inc., legt uit: “Onze analyse zal het begrip van de vroege kenmerken van COVID-19-immuniteit vergroten en een wetenschappelijke achtergrond bieden voor het preciezere gebruik van immunosuppressiva die gericht zijn op specifieke macrofaag subtypen.”
“Deze studie is de eerste longitudinale studie met sequentieel verkregen immuuncellen afkomstig van met SARS-CoV-2 geïnfecteerde longen. Het onderzoek beschrijft de aangeboren immuunrespons op COVID-19 met behulp van eencellige transcriptoomgegevens en verbetert ons begrip van de twee fasen van ontstekingsreacties”, zei professor Park.
Dit werk werd ondersteund door het ministerie van Volksgezondheid en Welzijn en KAIST en werd op 28 juli gepubliceerd in Nature Communications.
Su-Hyung Park, Jeong Seok Lee, Su-Hyung Park et al. “Single-cell transcriptome of bronchoalverolar lavage fluid reveals sequential change of macrophages during SARS-CoV-2 infection in ferrets” Nature Communications (https://doi.org/10.1038/s41467-021-24807-0)