Dlaczego infekcje górnych dróg oddechowych są częstsze w niższych temperaturach

Autorzy nowego badania, którego wyniki opublikowano w „Journal of Allergy and Clinical Immunology”, zaprezentowali pierwszy mechanizm biologiczny, dzięki któremu możliwe jest wyjaśnienie, dlaczego liczba przypadków przeziębienia, grypy i COVID-19 częściej rośnie w chłodniejszych porach roku.

Naukowcy z Harvard Medical School wraz z badaczami z Northeastern University odkryli wcześniej niezidentyfikowaną odpowiedź immunologiczną wewnątrz nosa, która zwalcza wirusy odpowiedzialne za infekcje górnych dróg oddechowych. Dalsze testy wykazały, że ta reakcja ochronna zostaje zahamowana w niższych temperaturach, co zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia infekcji.

Infekcje górnych dróg oddechowych w chłodniejsze pory roku – skąd się biorą?

Dotychczas uważano, że sezon przeziębień i grypy występuje w chłodniejszych miesiącach, ponieważ ludzie częściej przebywają w pomieszczeniach, gdzie wirusy przenoszone drogą powietrzną mogą łatwiej się rozprzestrzeniać, chociażby poprzez klimatyzację czy po prostu zamknięty obieg powietrza. Najnowsze badanie wskazało jeszcze inny aspekt. Mowa o biologicznie pierwotnej przyczynie, która dotyczy sezonowej zmienności wirusowych infekcji górnych dróg oddechowych (obserwowana każdego roku), a którą ostatnio zauważono podczas pandemii COVID-19.

Pierwsza linia obrony organizmu jest w nosie

Nos jest jednym z pierwszych punktów kontaktu między środowiskiem zewnętrznym a wnętrzem organizmu i jako taki jest prawdopodobnym punktem wejścia patogenów chorobotwórczych (są to tak zwane wrota zakażenia). Są one wdychane lub osadzają się bezpośrednio (np. przez ręce) w przedniej części nosa, gdzie przedostają się przez drogi oddechowe do wnętrza organizmu, infekując komórki. Może to prowadzić do infekcji górnych dróg oddechowych. Sposób, w jaki drogi oddechowe chronią się przed tymi patogenami, dopiero od niedawna jest lepiej poznany – w 2018 roku odkryto wrodzoną odpowiedź immunologiczną. Jest wyzwalana wówczas, gdy bakterie są wdychane przez nos. Komórki z przodu nosa wykrywają bakterie, a następnie otaczają i atakują je, uwalniając do śluzu miliardy maleńkich wypełnionych płynem woreczków zwanych pęcherzykami zewnątrzkomórkowymi lub EV (ang. Extracellular Vesicles). Pęcherzyki te chronią także pozostałe fragmenty układu oddechowego.

Pęcherzyki zewnątrzkomórkowe a obrona przeciwwirusowa

W ramach nowego badania naukowcy starali się ustalić, czy powyższa odpowiedź immunologiczna była również wyzwalana przez wirusy wdychane przez nos, które są źródłem niektórych z najczęstszych infekcji górnych dróg oddechowych.

Następnie sprawdzono, jak niższe temperatury wpłynęły na tę reakcję, co jest szczególnie istotne w odporności nosa, biorąc pod uwagę, że wewnętrzna temperatura nosa jest silnie zależna od temperatury powietrza zewnętrznego, które jest przez niego wdychane. Zbadano zdrowych ochotników w środowisku o temperaturze pokojowej (23°C) i wystawiono ich na działanie temperatury 4°C przez 15 minut. Po tym czasie stwierdzono, że temperatura wewnątrz nosa spadła. Następnie zastosowano obniżenie temperatury na próbkach tkanek nosa i zaobserwowano słabszą odpowiedź ze strony układu immunologicznego. Ilość EV wydzielanych przez komórki nosowe zmniejszyła się o prawie 42%. Ilość białek przeciwwirusowych w EV również została osłabiona. To odkrycie wyjaśnia mechanizm sezonowej zmienności infekcji górnych dróg oddechowych.

Korzyści terapeutyczne

Przyszłe badania będą miały na celu powtórzenie wyników w pracy nad innymi patogenami. Eksperymenty mogłyby odbywać się jako badania prowokacyjne, w których model zwierzęcy lub człowiek jest narażony na działanie wirusa i mierzona jest odpowiedź immunologiczna komórek nosa. Na podstawie ostatnich odkryć naukowcy mogą również wyobrazić sobie sposoby, w jakie środki terapeutyczne mogą pobudzać i wzmacniać wrodzoną odpowiedź immunologiczną nosa. Na przykład terapia lekowa, taka jak aerozol do nosa, może być zaprojektowana w celu zwiększenia liczby EV w nosie lub receptorów wiążących w pęcherzykach.