В недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов bioRxiv *, исследователи исследовали экспрессию регуляторных белков комплемента (CRP) при коронавирусной болезни 2019 (COVID-19), чтобы выявить потенциальные нарушения регуляции CRP и выяснить, способствуют ли они патогенезу COVID-19.

Фон

В исследованиях сообщалось об активации комплемента у пациентов с коронавирусной болезнью 2019 (COVID-19) за счет повышенной серологической экспрессии факторов комплемента C3a и C5b-9 и усиленного отложения комплемента в тканях. CRP, такие как кластер дифференцировки (CD)46, CD55, CR1 (комплемент C3b/C4b рецептор 1) и CD59, контролируют гиперактивацию комплемента и предотвращают отложение комплемента и лизис клеток.

Однако данные о роли СРБ при вирусных инфекциях посредством регуляции их активации каскада комплемента, потенциального прямого воздействия на противовирусные процессы и иммунологические ответы отсутствуют.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи оценили уровни интерферон-стимулированного гена (ISG) и уровни СРБ при инфекциях тяжелого острого респираторного синдрома, вызванного коронавирусом 2 (SARS-CoV-2), для изучения нарушений регуляции СРБ при COVID-19 и их вклада в систему комплемента. сверхактивация.

Анализ секвенирования одноклеточной рибонуклеиновой кислоты (РНК) (scRNA-seq, с 61 022 отдельными клетками) был проведен на мононуклеарных клетках периферической крови (PBMC), выделенных от госпитализированных пациентов, инфицированных SARS-CoV-2, для характеристики иммунных ответов, оценки экспрессии CRP. сигнатуры в различных клеточных популяциях и изучить потенциальное участие СРБ в патогенезе COVID-19.

Здоровые люди без COVID-19 служили контролем, у которых 15 705 отдельных клеток были подвергнуты анализу scRNA-seq. Интегрированный субкластерный анализ моноцитов, Т-лимфоцитов и В-лимфоцитов был проведен для изучения экспрессии CRP в определенных клеточных субпопуляциях.

Кроме того, были проведены дискриминационный анализ субпопуляций PBMC, анализ проточной цитометрии (FC), онтология функциональных генов (GO), анализ обогащения набора генов (GSEA) и анализ UMAP. Паттерны экспрессии CD55 и CD59 в моноцитах, В- и Т-лимфоцитах пациентов с COVID-19 оценивали с помощью анализа FACS (сортировка активируемых флуоресценцией клеток). Экспрессию ISG, таких как IFN-альфа-индуцируемый белок (IFI)-6, 27, TM3, 44L, T1, T3, STAT2 (преобразователь сигнала и активатор транскрипции 2), ISG-15 и 20, оценивали в В- и Т-лимфоцитах и ​​моноцитах.

Результаты и обсуждение

Анализ scRNA-seq, интегрированный субкластерный анализ и анализ FACS показали повышенную регуляцию CD55 и CD59 среди лиц с тяжелым и критическим течением COVID-19, чем в контроле, в моноцитах и ​​Т-лимфоцитах. Анализ FC подтвердил отличительную картину повышенных уровней CD55 в субпопуляциях моноцитов и Т-лимфоцитов у лиц с тяжелой формой COVID-19. Активация CD55 была связана с более низкими уровнями ISG при тяжелом течении COVID-19 для классического кластера моноцитов CD14 + IL1B, промежуточного кластера моноцитов CD14 + CD16 + C-XC мотив хемокинового лиганда 10 (CXCL10) и кластера неклассических моноцитов CD16 +.

Уровни CD55 были выше в CD14 + моноцитах, чем в CD16 + моноцитах. Экспрессия IFI-6, ISG-15 и ISG-20 была самой высокой среди всех пациентов с COVID-19 и контрольных лиц и сохранялась среди пациентов с тяжелыми инфекциями SARS-CoV-2, в отличие от экспрессии ISG среди моноцитов, где все ISG показали сходную образцы выражения. Экспрессия ISG в Т-лимфоцитах пациентов с COVID-19 в критическом состоянии была сопоставима с таковой в контроле. Повышенная экспрессия CD55 наблюдалась среди CD4 + T-лимфоцитов, чем среди CD8 + лимфоцитов и естественных киллеров (NK), что указывает на то, что снижение ISG может быть связано с активацией CD55 среди CD4+ T-клеток .

Повышенные уровни CD55 при тяжелой инфекции SARS-CoV-2 кластеры Т-лимфоцитов были значительными для большинства кластеров, за исключением кластера CD8 + цитотоксических истощенных клеток. Более низкие ответы IFN были связаны с более высокими уровнями CD55 в В-лимфоцитах. Наблюдались аналогичные тенденции снижения уровней ISG при тяжелом течении COVID-19 и тяжелобольных после подъема уровня COVID-19 при легких инфекциях SARS-CoV-2. Уровни ISG были идентичны уровням, отмеченным среди Т-лимфоцитов, с наибольшей экспрессией ISG-15 и 20 и устойчивой экспрессией ISG-20 при тяжелых инфекциях SARS-CoV-2.

Более низкая экспрессия ISG была связана с более высокой экспрессией CD55 среди всех кластеров В-лимфоцитов у людей с тяжелыми инфекциями SARS-CoV-2. Экспрессия ISG IFI-6, 27, TM3, 44L, T1 и T3 увеличилась до уровней, наблюдаемых в контроле, и была почти неопределяемой. Напротив, STAT2, ISG-15 и 20 показали устойчивую более высокую экспрессию среди всех клеточных кластеров, в том числе у людей с критическими инфекциями SARS-CoV-2. Плазмобласты и плазматические клетки показали наибольшую экспрессию ISG-20 и 15, что резко отличалось от других клеточных кластеров соответственно.

Повышение уровня CD55 было очевидным среди всех кластеров пациентов с тяжелой формой SARS-CoV-2 по сравнению с контрольной группой, хотя статистическая значимость не была достигнута. CD46 повышался в моноцитах, Т- и В-лимфоцитах. Интересно, что сниженная экспрессия CD55 наблюдалась в моноцитах пациентов с критическим течением COVID-19 по сравнению с пациентами с тяжелой инфекцией SARS-CoV-2, что может способствовать устойчивому отложению комплемента в реконвалесцентных моноцитах COVID-19.

Повышенная экспрессия CD59 в моноцитах могла иметь место, поскольку CD59 действует на заключительном этапе каскада, ингибируя образование и отложение C5b-9 и, таким образом, комплемент-опосредованный лизис клеток, в моноцитах и ​​гранулоцитах тяжелых и критически больных пациентов с инфекцией SARS-CoV-2. . Активация CD55 и CD46 у тяжелых и критически больных пациентов с COVID-19 может быть дополнительным усилием для активации механизма остановки активации комплемента и защиты PBMC, которые формируют начальную линию защиты.

В целом, результаты исследования выявили специфическую для COVID-19 активацию CD55 в РВМС, связанную с более низким ответом IFN, что указывает на потенциальную роль CD55 в патогенезе инфекций SARS-CoV-2.

*Важное замечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.