من الالتهاب إلى التليف.. ماذا يحدث عند تلف الرئة الناجم عن كوفيد-19؟

اكتشف الباحثون تغييرات في الاستجابة الخلوية أثناء تلف الرئة الناجم عن فيروس SARS-CoV-2، وهو الفيروس المسبب لمرض كوفيد-19.

وكشف الفريق عن مراحل مميزة حيث تفسح موجات الاستجابات المناعية المجال لتليف الرئة - تندب الرئتين - في حالات كوفيد-19 الشديدة.

كجزء من اتحاد مناعة فيروس كورونا في المملكة المتحدة، استخدم باحثون من معهد ويلكوم سانجر، وإمبريال كوليدج لندن، وجامعة نيوكاسل، وجامعة هارفارد مجموعة من تقنيات رسم الخرائط الخلوية لبناء فهم شامل للاستجابة الخلوية والتغيرات في أنسجة الرئة التي حدثت أثناء كوفيد-19.

هذه الدراسة هي جزء من مبادرة أطلس الخلايا البشرية الدولية لرسم خريطة لكل نوع من أنواع الخلايا في جسم الإنسان.

يُظهر البحث، الذي نُشر في مجلة Nature Communications، مجموعة جديدة من العلامات الجزيئية التي تميز المراحل التدريجية لتلف الحويصلات الهوائية في الرئتين.

يفتح هذا العمل الباب أمام المزيد من التحليل للآليات الخلوية التي تكمن وراء الاستجابات الالتهابية في الأمراض الشديدة.

تلف الرئة الناجم عن كوفيد-19

مع أكثر من 7 ملايين حالة وفاة ناجمة عن مرض كوفيد-19 في جميع أنحاء العالم، يواصل فيروس SARS-CoV-2 انتشاره، حيث يعد الفشل التنفسي السبب الأكثر شيوعًا للوفاة.

يُعرف تلف الرئة الناجم عن مرض كوفيد-19 باسم تلف الحويصلات الهوائية المنتشر (DAD).

الحويصلات الهوائية عبارة عن أكياس هوائية على شكل بالون في الرئتين حيث يتبادل الدم والرئتان الأكسجين وثاني أكسيد الكربون أثناء التنفس.

يُظهِر مرض التهاب الحويصلات الهوائية المزمن سمات مرضية مميزة مع تفاقمه من المرحلة المبكرة إلى المرحلة المتأخرة.

وفي حين وثقت الدراسات السابقة استجابة مناعية موسعة في المراحل المتأخرة من مرض التهاب الحويصلات الهوائية المزمن، كانت معرفة الاختلافات الخلوية والجزيئية بين المراحل المبكرة والمتأخرة من تلف الحويصلات الهوائية محدودة.

ومن المهم للباحثين أن يفهموا هذه الاختلافات حتى يمكن تطوير علاجات لمنع المرضى من الإصابة بمرض كوفيد-19 الشديد.

في دراستهم، جمع الباحثون بيانات تسلسل الحمض النووي الريبي للخلية الواحدة وبيانات النسخ المكاني من عينات أنسجة الرئة بعد الوفاة لمرضى كوفيد-19.

سمح الجمع بين هاتين الطريقتين للباحثين بتحديد نشاط الجينات والعلامات الحيوية الجزيئية والتفاعلات بين الخلايا المرتبطة بمرض التهاب الكبد الفيروسي في المرحلة المبكرة مقابل المرحلة المتأخرة.

في المرحلة المبكرة من مرض التهاب المفاصل الروماتويدي، حدد الباحثون نشاطًا في الجينات المرتبطة بالاستجابات الالتهابية الوقائية، مثل زيادة التعبير عن جينات الإنترلوكين، البروتينات التي تنظم الاستجابة المناعية.

كما وجدوا زيادة في تنظيم الجينات المرتبطة بالميتالوثيونين، والتي يُعتقد أنها تحمي الخلايا من المحتوى العالي من المعادن السامة.

ومن المثير للدهشة أن الباحثين لاحظوا أيضًا موجات مختلفة من الخلايا البلعمية، وهو نوع رئيسي من الخلايا المناعية في مرض كوفيد-19، مع تقدم مرض التهاب المفاصل الروماتويدي من المرحلة المبكرة إلى المرحلة المتأخرة.

في المرحلة المتأخرة من مرض الرئة الانسدادي المزمن، لاحظ الباحثون زيادة في العلامات المرتبطة بتليف الرئة، وهو مرض في الرئة يسبب ندبات وتيبس في أنسجة الرئة، مما يجعل التنفس صعبًا.

كما لاحظ الفريق أيضًا تغييرات في تنظيم العديد من الجينات التي تشارك في انحلال الفيبرين. انحلال الفيبرين هو عملية طبيعية تتضمن تكسير جلطات الدم. وقد أظهروا أن الجين SERPINE1 هو لاعب رئيسي في خلل انحلال الفيبرين كما هو الحال في خلايا الرئة المصابة بفيروس SARS-CoV-2.

كما لاحظوا أن هذا الجين يتم تنظيمه بشكل أكبر في تلف الحويصلات الهوائية المبكر مقارنة بـ تلف الحويصلات الهوائية المتأخر ويتم الترويج له عبر إشارات من مجموعات الخلايا البلعمية المرتبطة بالمرض.

ويأمل الباحثون أن يساعد الفهم الأفضل للآليات الخلوية والجزيئية التي تكمن وراء تلف الرئة التدريجي أثناء الإصابة بمرض كوفيد-19 في تقديم معلومات للدراسات المستقبلية، وفي النهاية تؤدي إلى علاجات تفيد المرضى قبل أن يصابوا بمرض شديد.