Badanie przeprowadzone przez naukowców z University of Cambridge w Wielkiej Brytanii wykazało, że otyłość wiąże się z osłabioną odpowiedzią immunologiczną u pacjentów z COVID-19, co często może prowadzić do tego jak ciężko Pacjent będzie przechodził chorobę. W badaniu wzięli udział naukowcy z Wellcome Sanger Institute z Wielkiej Brytanii, Shenzhen Third People’s Hospital z Chin, University College London z Wielkiej Brytanii, Newcastle University z Wielkiej Brytanii, Northwestern University ze Stanów Zjednoczonych i Addenbrooke’s Hospital z Wielkiej Brytanii.
Prawie co 3 Polak walczy z otyłością
Otyłość, która występuje u 28% dorosłych Polaków i 21% dorosłych Polek (źródło: Medonet), przyczynia się do stanu prozapalnego i stwarza znaczne ryzyko ciężkiego przebiegu COVID-19. Istnieją jednak ograniczone informacje na temat tego, jak otyłość może wpływać na odpowiedzi komórek odpornościowych podczas zakażenia SARS-CoV-2
Celem zespołu badawczego była ocena wpływu otyłości na zmianę odporności dróg oddechowych u pacjentów z COVID-19 w różnych grupach wiekowych.
Zespół przeanalizował transkryptomy jednokomórkowe z próbek popłuczyn oskrzelowo-pęcherzykowych (BAL) w trzech grupach dorosłych z lub bez COVID-19, komórki odpornościowe w nosie u dzieci z lub bez COVID-19 oraz komórki jednojądrzaste krwi obwodowej u osób dorosłych z COVID-19, porównując otyłych i nieotyłych uczestników.
Co zaskakujące, otyli dorośli pacjenci wykazywali zmniejszoną odpowiedź immunologiczną lub zapalną płuc podczas zakażenia SARS-CoV-2, z niższą ekspresją sygnatur genów odpowiedzi IFN-α, IFN-γ i TNF-α w prawie wszystkich podzbiorach komórek nabłonkowych i odpornościowych płuc, jak jak również zmniejszoną ekspresję IFNG i TNF w określonych komórkach odpornościowych płuc. Komórki odpornościowe krwi obwodowej z niezależnej kohorty dorosłych wykazały podobną, choć mniej wyraźną redukcję genów odpowiedzi IFN i IFNγ typu I oraz obniżone poziomy IFNα w surowicy u osób otyłych z SARS-CoV-2. Otyłe dzieci z COVID-19 wykazywały również mniejsze wzbogacenie genów odpowiedzi IFN-α i IFN-γ w nosowych komórkach odpornościowych.
Otyłość wymusza zmianę strategii leczenia u pacjentów z COVID-19
Rezultaty badania ujawniają osłabioną odpowiedź immunologiczną tkanek u otyłych pacjentów z COVID-19, co może mieć wpływ na strategie leczenia, opowiadając się za ukierunkowanym stosowaniem wziewnych rekombinowanych IFN typu I w tej grupie wysokiego ryzyka.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie: American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. Pokazują one, że osoby otyłe mogą być bardziej podatne na ciężki przebieg COVID-19 z powodu słabszej odpowiedzi immunologicznej.
Zespół badawczy wykazał, że po zakażeniu SARS-CoV-2 komórki odpornościowe wyściółki płuc, komórki odpornościowe w nosie i komórki odpornościowe we krwi wykazują obniżoną odpowiedź zapalną u otyłych pacjentów, wytwarzając niższe poziomy cząsteczek potrzebnych do zwalczania infekcji.
Od początku pandemii COVID-19 stwierdzono, że jednym z głównych czynników ryzyka ciężkiego przebiegu COVID-19 jest otyłość, którą definiuje się jako wskaźnik masy ciała (BMI) powyżej 30. Ponad 40% mieszkańców USA dorosłych i 28% dorosłych w Anglii jest klasyfikowanych jako osoby otyłe. W Polsce 28% mężczyzn i 21% kobiet sklasyfikowano jako osoby otyłe.
Chociaż tę korelację wykazano w wielu badaniach epidemiologicznych, do tej pory nie było jasne, dlaczego otyłość miałaby zwiększać indywidualne ryzyko ciężkiego przebiegu COVID-19.
Uważano, że możliwym wyjaśnieniem jest to, że otyłość jest powiązana ze stanem zapalnym: badania wykazały, że osoby otyłe mają już wyższy poziom kluczowych cząsteczek związanych ze stanem zapalnym we krwi.
Czy nadmierna reakcja zapalna może wyjaśnić związek?
Dr Menna Clatworthy (https://en.wikipedia.org/wiki/Menna_Clatworthy), profesor i klinicysta z University of Cambridge, badająca tkankowe komórki odpornościowe w CITIID oraz opiekująca się pacjentami w Addenbrooke’s Hospital, powiedziała dziennikarzom z TMN:
Podczas pandemii większość młodszych pacjentów, których widziałam na oddziałach COVID były otyłe. Biorąc pod uwagę to, co wiemy o otyłości, gdybyś zapytał mnie, dlaczego tak się dzieje, powiedziałabym, że najprawdopodobniej jest to spowodowane nadmiernym stanem zapalnym. To, co znaleźliśmy, było całkowitym przeciwieństwem
Zespół badawczy przeanalizował próbki krwi i płuc pobrane od 13 otyłych pacjentów z ciężkim COVID-19 wymagających wentylacji mechanicznej i leczenia intensywnej terapii oraz 20 osób z grupy kontrolnej (pacjenci z COVID-19 bez otyłości i wentylowani pacjenci bez COVID-19). Wśród nich byli pacjenci przyjęci na oddział intensywnej terapii w szpitalu Addenbrooke.
Zespół badawczy wykorzystał technikę zwaną transkryptomiką, która przygląda się cząsteczkom RNA wytwarzanym przez nasze DNA, aby zbadać aktywność komórek w tych kluczowych tkankach.
Co ciekawe, wbrew oczekiwaniom zespół badawczy stwierdził, że otyli pacjenci mieli niedoczynność odpowiedzi immunologicznej i zapalnej w płucach. W szczególności, w porównaniu z pacjentami nieotyłymi, komórki wyściółki ich płuc i niektóre komórki odpornościowe miały niższy poziom aktywności genów odpowiedzialnych za produkcję dwóch cząsteczek zwanych interferonami (INF) – interferonu-alfa i interferonu -gamma, które pomagają kontrolować odpowiedź układu odpornościowego, oraz czynnik martwicy nowotworów (TNF), który powoduje stan zapalny.
Leptyna: otyłość a kontrola apetytu
Zespół badawczy był w stanie powtórzyć swoje odkrycia w komórkach odpornościowych nosa pobranych od otyłych dzieci z COVID-19, gdzie ponownie stwierdzili niższy poziom aktywności wśród genów wytwarzających IFN-alfa i IFN-gamma. Jest to ważne, ponieważ nos jest jednym z punktów wejścia wirusa, a silna odpowiedź immunologiczna w tym miejscu może zapobiec dalszemu rozprzestrzenianiu się infekcji w organizmie, podczas gdy słabsza odpowiedź byłaby mniej skuteczna.
Możliwym wyjaśnieniem tego odkrycia jest leptyna, hormon produkowany w komórkach tłuszczowych, który kontroluje apetyt.
Wiadomo, że leptyna odgrywa również rolę w odpowiedzi immunologicznej u osób o prawidłowej wadze – poziom hormonu wzrasta w odpowiedzi na infekcję i bezpośrednio stymuluje komórki odpornościowe
Jednak osoby otyłe mają już chronicznie wyższy poziom leptyny, a zespół badawczy twierdzi, że możliwe jest, że nie wytwarzają już wystarczającej dodatkowej leptyny w odpowiedzi na infekcję lub są na nią niewrażliwe, co prowadzi do niewystarczającej stymulacji ich komórek odpornościowych.
Wyniki badań mogą mieć ważne implikacje zarówno dla leczenia COVID-19, jak i dla projektowania badań klinicznych w celu przetestowania nowych metod leczenia.
W wyniku nadaktywnej odpowiedzi immunologicznej i zapalnej związanej z ciężkim COVID-19 u niektórych pacjentów, lekarze zwrócili się ku lekom przeciwzapalnym, aby osłabić tę odpowiedź. Ale leki przeciwzapalne mogą nie być odpowiednie dla pacjentów otyłych.
Dr Andrew Conway Morris z Wydziału Medycyny Uniwersytetu Cambridge i honorowy konsultant na oddziale intensywnej terapii w Addenbrooke’s Hospital oraz współautor badania powiedział: „Wykazaliśmy, że nie wszyscy pacjenci są tacy sami, więc być może będziemy musieli dostosować leczenie. Osoby otyłe mogą potrzebować mniej leków przeciwzapalnych i potencjalnie więcej pomocy dla swojego układu odpornościowego”.
