Kredit: Domain Publik CC0
Para peneliti di Mass Eye and Ear dan Northeastern University telah menemukan respons kekebalan yang sebelumnya tidak teridentifikasi di dalam hidung yang melawan virus penyebab infeksi saluran pernapasan atas. Pengujian lebih lanjut mengungkapkan respons perlindungan ini menjadi terhambat pada suhu yang lebih dingin, membuat infeksi lebih mungkin terjadi.
Studi baru, yang diterbitkan 6 Desember di The Journal of Allergy and Clinical Immunology, menawarkan mekanisme biologis pertama untuk menjelaskan mengapa virus seperti flu biasa, flu, dan COVID-19 lebih cenderung melonjak di musim dingin, menurut penulis.
“Secara konvensional, diperkirakan bahwa musim dingin dan flu terjadi pada bulan-bulan yang lebih dingin karena orang-orang lebih sering berada di dalam ruangan di mana virus di udara dapat menyebar dengan lebih mudah,” kata Benjamin S. Bleier, MD, FACS, direktur Riset Terjemahan Otolaringologi di Mass Eye and Ear dan penulis senior studi. “Studi kami, bagaimanapun, menunjukkan akar penyebab biologis untuk variasi musiman infeksi virus saluran pernapasan atas yang kita lihat setiap tahun, yang paling baru ditunjukkan selama pandemi COVID-19.”
Pertahanan lini pertama di hidung
Hidung adalah salah satu titik kontak pertama antara lingkungan luar dan di dalam tubuh, dan dengan demikian, kemungkinan titik masuk patogen penyebab penyakit. Patogen terhirup atau langsung disimpan (seperti oleh tangan) ke bagian depan hidung di mana mereka berjalan mundur melalui saluran napas dan masuk ke sel-sel tubuh yang menginfeksi, yang dapat menyebabkan infeksi saluran pernapasan atas. Bagaimana jalan napas melindungi dirinya dari patogen ini telah lama kurang dipahami.
Begitulah, hingga studi tahun 2018 yang dipimpin oleh Dr. Bleier dan Mansoor Amiji, Ph.D., Profesor Ilmu Farmasi Terkemuka di Northeastern University, menemukan respons imun bawaan yang dipicu saat bakteri dihirup melalui hidung: Sel di depan hidung hidung mendeteksi bakteri dan kemudian melepaskan miliaran kantung kecil berisi cairan yang disebut vesikel ekstraseluler (atau EV, yang sebelumnya dikenal sebagai eksosom) ke dalam lendir untuk mengelilingi dan menyerang bakteri. Dr. Bleier membandingkan pelepasan kawanan EV ini dengan “menendang sarang lebah”.
Studi tahun 2018 juga menunjukkan bahwa EV membawa protein antibakteri pelindung melalui lendir dari bagian depan hidung ke bagian belakangnya di sepanjang saluran napas, yang kemudian melindungi sel lain dari bakteri sebelum masuk terlalu jauh ke dalam tubuh.
Untuk studi baru, para peneliti berusaha untuk menentukan apakah respon imun ini juga dipicu oleh virus yang dihirup melalui hidung, yang merupakan sumber dari beberapa infeksi saluran pernapasan atas yang paling umum.
Mekanisme melawan virus diuji dalam berbagai kondisi
Dipimpin oleh penulis studi pertama Di Huang, Ph.D., seorang peneliti di Mass Eye and Ear and Northeastern, para peneliti menganalisis bagaimana sampel sel dan jaringan hidung dikumpulkan dari hidung pasien yang menjalani operasi dan sukarelawan sehat merespons tiga virus: a coronavirus tunggal dan dua rhinovirus yang menyebabkan flu biasa.
Mereka menemukan bahwa setiap virus memicu respons kawanan EV dari sel hidung, meskipun menggunakan jalur pensinyalan yang berbeda dari yang digunakan untuk melawan bakteri. Para peneliti juga menemukan mekanisme yang berperan dalam respons terhadap virus: Setelah dirilis, EV bertindak sebagai umpan, membawa reseptor yang akan diikatkan oleh virus alih-alih ke sel hidung.
“Semakin banyak umpan, semakin banyak EV dapat membersihkan virus di lendir sebelum virus memiliki kesempatan untuk mengikat sel hidung, yang menekan infeksi,” kata Dr. Huang.
Para peneliti kemudian menguji bagaimana suhu yang lebih dingin memengaruhi respons ini, yang sangat relevan dalam kekebalan hidung mengingat suhu internal hidung sangat bergantung pada suhu udara luar yang dihirupnya. Mereka mengambil sukarelawan sehat dari lingkungan bersuhu ruangan dan memaparkannya pada suhu 4,4° C (39,9° F) selama 15 menit dan menemukan bahwa suhu di dalam hidung turun sekitar 5° C. Mereka kemudian menerapkan penurunan suhu ini ke jaringan hidung. sampel dan mengamati respon imun tumpul. Jumlah EV yang disekresikan oleh sel hidung menurun hampir 42 persen dan protein antivirus di EV juga terganggu.
“Digabungkan, temuan ini memberikan penjelasan mekanistik untuk variasi musiman infeksi saluran pernapasan atas,” kata Dr. Huang.
Potensi terapeutik
Studi selanjutnya akan bertujuan untuk mereplikasi temuan dengan patogen lain. Studi dapat dilakukan sebagai studi tantangan, di mana model hewan atau manusia terpapar virus dan respon imun hidung mereka diukur.
Dari temuan terbaru mereka, para peneliti juga dapat membayangkan cara-cara di mana terapi dapat menginduksi dan memperkuat respon imun bawaan hidung. Misalnya, terapi obat, seperti semprotan hidung, dapat dirancang untuk meningkatkan jumlah EV di hidung atau mengikat reseptor di dalam vesikel.
“Kami telah menemukan mekanisme kekebalan baru di hidung yang terus-menerus dibombardir, dan telah menunjukkan apa yang mengganggu perlindungan ini,” kata Dr. Amiji. “Pertanyaannya sekarang berubah menjadi, ‘Bagaimana kita bisa mengeksploitasi fenomena alam ini dan menciptakan kembali mekanisme pertahanan di hidung dan meningkatkan perlindungan ini, terutama di bulan-bulan yang lebih dingin?'”
Selain Drs. Bleier, Amiji dan Huang, rekan penulis studi ini adalah Maie S. Taha, Ph.D., Angela L. Nocera, Ph.D. dan Alan D. Workman, MD dari Mass Eye and Ear.
Informasi lebih lanjut: Paparan dingin merusak kekebalan antivirus hidung yang dimediasi vesikel vesikel ekstraseluler, Journal of Allergy and Clinical Immunology (2022). DOI: 10.1016/j.jaci.2022.09.037 Disediakan oleh Massachusetts Eye and Ear Infirmary
Kutipan: Para ilmuwan mengungkap penjelasan biologis mengapa infeksi saluran pernapasan atas lebih umum terjadi pada suhu yang lebih dingin (2022, 6 Desember) diambil 6 Desember 2022 dari https://medicalxpress.com/news/2022-12-scientists-uncover-biological-explanation- atas.html
Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.