Inilah mengapa orang dengan asma alergi memiliki risiko COVID-19 yang lebih rendah

Para ilmuwan menemukan sisi terang yang mengejutkan bagi beberapa penderita asma: Mereka kurang rentan terhadap COVID-19.

Protein sistem kekebalan yang sama yang memicu produksi lendir berlebih dan penutupan saluran udara pada orang dengan asma alergi dapat membentuk perisai di sekitar sel saluran napas yang rentan, para peneliti melaporkan pada 19 April. Prosiding National Academy of Sciences. Temuan ini membantu menjelaskan mengapa orang dengan asma alergi tampaknya kurang rentan terhadap COVID-19 dibandingkan mereka yang memiliki penyakit paru-paru terkait, dan pada akhirnya dapat mengarah pada pengobatan baru untuk virus corona.

Asma adalah gangguan pernapasan yang ditandai dengan peradangan saluran napas. Hasilnya adalah batuk, mengi dan sesak napas. Sekitar 8 persen orang di Amerika Serikat menderita asma, dengan sekitar 60 persen di antaranya menderita asma alergi. Gejala asma alergi dipicu oleh alergen seperti serbuk sari atau bulu hewan peliharaan. Jenis asma lainnya dapat dipicu oleh olahraga, cuaca atau menghirup zat yang mengiritasi seperti parfum yang kuat, asap pembersih, atau polusi udara.

Biasanya, asma adalah berita buruk untuk pilek dan flu. Pada awal pandemi, sebagian besar ahli memperkirakan bahwa infeksi virus corona dan asma akan menjadi campuran yang berbahaya, kata Luke Bonser, ahli biologi sel di University of California, San Francisco yang tidak terlibat dalam penelitian ini. Dan itu berlaku untuk orang yang asmanya tidak dipicu oleh alergi dan mereka yang memiliki gangguan paru-paru terkait seperti penyakit paru obstruktif kronik, atau COPD. Kondisi tersebut menempatkan orang pada risiko tinggi untuk COVID-19 yang parah.

Tetapi ketika pandemi berlanjut, para peneliti memperhatikan bahwa orang dengan asma alergi tidak mengembangkan COVID-19 yang parah sesering yang diharapkan. Inilah alasan mengapa hal itu bisa terjadi.

Perlindungan protein

Apa yang membedakan asma alergi dari jenis asma dan PPOK lainnya adalah protein yang disebut interleukin-13, atau IL-13.

BACA JUGA :  4 Hal Yang Perlu Diketahui Tentang Bekerja Di Dropbox

Biasanya, IL-13 membantu tubuh melawan parasit seperti cacing. Sel T tertentu memompa keluar protein, dan tubuh merespons dengan mengeluarkan lendir yang lengket dan menyempitkan saluran udara. Ini menjebak cacing, menahannya di tempatnya sampai sel sistem kekebalan lain masuk untuk membunuh.

“Dalam kasus [allergic] asma, tubuh membuat kesalahan. Ini mengira zat yang tidak berbahaya, seperti serbuk sari, sebagai cacing,” kata Burton Dickey, ahli paru di MD Anderson Cancer Center di Houston yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

Tetapi tidak jelas bagaimana IL-13 melindungi orang dengan asma alergi dari SARS-CoV-2, virus corona yang menyebabkan COVID-19. Untuk mengetahuinya, ahli patofisiologi Camille Ehre dari Fakultas Kedokteran Universitas North Carolina di Chapel Hill dan rekannya menumbuhkan sel dari lapisan saluran udara dari enam donor paru-paru. Beberapa sel diobati dengan IL-13 untuk meniru asma alergi. Kemudian para peneliti menginfeksi beberapa sel dengan SARS-CoV-2.

Masalah rumput

Berikutnya dalam daftar yang harus dilakukan adalah membandingkan bagaimana sel yang belum diobati dengan IL-13 berperilaku ketika sehat dan ketika terinfeksi virus corona.

Sel-sel yang tidak terinfeksi tumbuh di halaman rumput yang menyerupai padang rumput yang rimbun, di mana jumbai daun yang melambai sebenarnya adalah tonjolan seperti rambut yang disebut silia, yang tumbuh dari bagian atas sel-sel saluran udara, tim mengkonfirmasi. Gerakan silia membantu memindahkan lendir, dan apa pun yang tersangkut di lendir, keluar dari paru-paru.

sel saluran napas manusia yang sehat dengan lendir, ditunjukkan dalam mikrograf elektron berwarna
Sel-sel manusia yang sehat (berlabel merah muda) dari lapisan saluran udara tumbuh di “halaman rumput” yang dipenuhi lendir (hijau) dalam mikrograf elektron berwarna ini.C. Ehre, CB Morrison dkk/PNAS 2022 (CC OLEH 4.0)

Sel yang terinfeksi virus corona tampak jauh berbeda. Halaman rumput yang subur sekarang dilumuri lendir, dan bintik-bintik botak muncul saat sel-sel yang terinfeksi mati. Sel-sel yang terkutuk itu terjepit dari halaman silia dan mengembang seperti balon. Inflasi terjadi sebagian karena ruang yang disebut vakuola di dalam sel yang terinfeksi tersumbat oleh virus. “Itu hanya diisi dengan virus, dan kemudian dikeluarkan dari klub dan meledak dan melepaskan semua virus ini,” kata Dickey.

sekarat sel-sel saluran napas manusia melawan sel-sel sehat dan tertutup lendir
Selama infeksi virus corona, sel-sel saluran napas yang sekarat (berlabel biru) dikeluarkan dari area sel sehat (merah muda) yang diolesi lendir (hijau) dalam mikrograf elektron berwarna ini.C. Ehre, CB Morrison dkk/PNAS 2022 (CC OLEH 4.0)

Tetapi tidak semua sel di halaman yang terinfeksi terkena dampak yang sama. Melihat sel-sel dari samping, para peneliti dapat melihat bahwa sel-sel yang memiliki silia terinfeksi virus corona. Tapi sel penghasil lendir yang disebut sel goblet, yang tidak memiliki silia, jarang terinfeksi. Itu mungkin karena protein yang disebut ACE2 menghiasi permukaan sel bersilia jauh lebih sering daripada sel goblet. ACE2 adalah protein yang digunakan virus corona sebagai pintu masuk ke sel.

BACA JUGA :  Hanya 3 bahan yang dapat dengan cepat menghancurkan 'bahan kimia selamanya' PFAS yang banyak digunakan
sel saluran napas manusia, dengan silia seperti rambut muncul di bagian atas, dengan RNA virus ditampilkan dengan warna biru
Sel saluran napas yang ditutupi silia mirip rambut (dilihat dari samping) lebih mungkin terinfeksi virus corona (RNA virus berlabel biru) daripada sel yang tidak memiliki silia.C. Ehre, CB Morrison dkk/PNAS 2022 (CC OLEH 4.0)

Solusi lengket

Ketika peneliti menyiram sel dengan IL-13 sebelum menambahkan virus corona, hasilnya sangat berbeda.

Halaman rumput silia yang melambai di atas sel-sel yang dirawat sebagian besar masih utuh, dengan balon-balon sel mati yang naik di atas permukaan jauh lebih sedikit. Tapi daunnya tidak melambai sekuat sel yang tidak dirawat. Itu karena IL-13 mengurangi pemukulan silia, para peneliti menemukan. Silia yang kurang aktif dapat menyebabkan lendir yang mengandung virus bertahan lebih lama. “Itu bisa menjadi pedang bermata dua di dalam paru-paru karena Anda ingin membersihkan lendir, tetapi Anda tidak ingin menyebarkannya,” kata Ehre.

Gambar mikroskop sel saluran napas yang tidak diobati
Sel saluran napas yang tidak diobati, 96 jam setelah infeksi virus coronaKenza Araba, CB Morrison dkk/PNAS 2022 (CC OLEH 4.0)
Sel saluran napas diobati dengan protein sistem kekebalan interleukin-13, 96 jam setelah infeksi virus corona
Sel saluran napas diobati dengan protein sistem kekebalan interleukin-13, 96 jam setelah infeksi virus coronaKenza Araba, CB Morrison dkk/PNAS 2022 (CC OLEH 4.0)

Menghitung sel di bawah mikroskop, para peneliti melihat bahwa jauh lebih sedikit sel yang terinfeksi yang diobati dengan IL-3 yang mengalami heave-ho. Sedangkan sel-sel yang tidak diobati telah mengeluarkan sekitar 700 sel mereka sendiri sekitar empat hari setelah infeksi, hanya sekitar 100 sel yang diobati yang dikeluarkan. Gambar menunjukkan bahwa IL-13 benar-benar melindungi sel dari infeksi. Tapi bagaimana masih merupakan pertanyaan yang belum terjawab.

Satu hal yang dilakukan IL-13 adalah merangsang sel-sel saluran napas untuk mengeluarkan sejenis lendir lengket yang dapat menjebak virus sebelum menginfeksi sel. Tim menemukan bahwa sel-sel yang tidak diobati melepaskan semburan lendir tak lama setelah terinfeksi virus corona, menghabiskan simpanan lendir. Tetapi sel-sel yang diobati dengan IL-13 masih banyak mengandung lendir.

gambar mikroskop sel saluran napas manusia yang terinfeksi SARS-CoV-2, menunjukkan penyimpanan lendir yang menipis
Tampak samping sel saluran napas yang tidak diobati (DNA berlabel biru) yang terinfeksi SARS-CoV-2 (hijau), yang dengan cepat menghabiskan simpanan lendir (merah).Kenza Araba, CB Morrison dkk/PNAS 2022 (CC OLEH 4.0)
tampak samping sel saluran napas manusia yang diobati dengan protein sistem kekebalan interleukin-13, menunjukkan banyak lendir dan infeksi SARS-CoV-2 yang langka
Tampak samping sel saluran napas (DNA berlabel biru) yang diobati dengan protein sistem kekebalan interleukin-13. Sel-sel ini menghasilkan banyak lendir (merah) dan jarang terinfeksi SARS-CoV-2 (hijau).Kenza Araba, CB Morrison dkk/PNAS 2022 (CC OLEH 4.0)

Semua lendir ekstra dari sel yang dirawat dapat menjerat virus dan mengeluarkannya dari paru-paru sebelum banyak kerusakan terjadi. Tetapi orang-orang dengan asma non-alergi dan COPD juga menghasilkan banyak lendir, dan mereka tidak terlindungi dari virus. Jadi Ehre dan rekan-rekannya mengupas lendir untuk melihat bagaimana sel-sel saluran napas berjalan tanpa jebakan dahak ini.

Bahkan tanpa lendir, IL-13 masih bersifat protektif.

Membatasi pintu

Meneliti pola aktivitas gen, tim menemukan bahwa IL-13 juga menyebabkan sel membuat lebih sedikit ACE2, protein yang diperintahkan SARS-CoV-2 sebagai pintu gerbang ke dalam sel. “Itu membuat lebih sulit bagi virus untuk menemukan pintunya untuk memasuki sel,” kata Ehre.

Hasil itu sesuai dengan temuan sebelumnya dari Bonser dan rekan. “Mampu mereplikasi data yang sama dalam beberapa penelitian berbeda, itu bagus,” katanya. Dan studi baru melihat lebih dekat ke dalam mekanisme perlindungan IL-13 daripada penelitian sebelumnya.

Sel yang diobati dengan IL-13 juga menolak aktivitas gen yang terlibat dalam pembuatan pabrik penghasil protein yang disebut ribosom, para peneliti menemukan. Itu mungkin membatasi replikasi virus dalam sel. Tetapi aktivitas beberapa gen juga meningkat. Itu termasuk beberapa gen yang terlibat dalam pembuatan keratan sulfat, protein panjang bertatahkan gula yang ditemukan di tulang rawan dan kornea mata. “Itu ada di dalam tubuh untuk membuat perisai,” kata Ehre.

Tampaknya itulah yang dilakukannya untuk sel-sel saluran napas juga. Lapisan tebal keratan sulfat berkembang di atas sel yang diobati dengan IL-13, melindungi mereka dari infeksi virus corona.

tampak samping sel saluran napas manusia dengan keratan sulfat dan infeksi SARS-CoV-2 yang terlihat
Tampak samping sel saluran napas yang tidak diobati (DNA berlabel biru). Sel-sel ini membuat sedikit keratan sulfat (merah muda) dan mudah terinfeksi oleh SARS-CoV-2 (hijau).Kendall Shaffer, CB Morrison dkk/PNAS 2022 (CC OLEH 4.0)
sel saluran napas manusia yang diobati dengan IL-13, hampir tidak menunjukkan infeksi virus corona dan lapisan tebal keratan sulfat
Tampak samping sel saluran napas yang diobati dengan IL-13 (DNA berlabel biru), yang melindungi diri dari virus corona (hijau) dengan lapisan tebal keratan sulfat (merah muda).Kendall Shaffer, CB Morrison dkk/PNAS 2022 (CC OLEH 4.0)

Manakah dari mekanisme perlindungan ini yang paling penting, atau jika kombinasi dari semuanya, adalah salah satu dari banyak hal yang tersisa untuk dijelajahi, kata Ehre. “Makalah ini bukanlah makalah terakhir yang menjelaskan segalanya. Ada lebih banyak pekerjaan yang harus dilakukan.”

Mengetahui lebih detail tentang bagaimana IL-13 bekerja untuk melindungi dari virus corona dapat mengarah pada perawatan baru, kata Bonser. Namun IL-13 sendiri kemungkinan tidak akan digunakan sebagai obat karena pemicunya adalah peradangan, lendir berlebih, batuk dan sesak napas.

Sayangnya, perlindungan ekstra tidak berarti bahwa penderita asma alergi tidak perlu khawatir terkena COVID-19, kata Dickey. “Orang dengan asma memiliki hasil yang sangat buruk. Ini bukan virus yang ingin Anda ambil risikonya, ”katanya. Tapi tidak apa-apa untuk berjemur di sisi baiknya sedikit. “Tidak menyenangkan menderita asma, jadi Anda harus bersyukur untuk setiap kesempatan langka di mana ia melakukan sesuatu yang bermanfaat.”

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *