De, der allerede har været alvorligt syge af den ny coronavirus, har oplevet lungernes kamp for overlevelse. Under infektion med SARS-CoV-2, influenza og mange andre luftvejsvirus, er sygdommens alvorlighed knyttet til ødelæggelse af lungernes overflade – både på grund af selve virusangrebet og i ligeså høj grad som konsekvens af immunsystemets reaktion på virus. Immunsystemets såkaldte cytokiner trækker store mængde væsker og svækker lungevævet, så det får sværere ved at beskytte sig mod bakterier.

”Immunsystemets cytokiner udgør på mange måde et tveægget sværd ved de her infektioner. På den ene side forhindres de celler, der er inficeret med virus, i at vokse og dele sig. Desværre har de samme effekt på de celler, der ikke indeholder virus, fx dem i det beskadigede lungevæv. Vores nye resultater viser, at de ødelagte lungeceller derfor ikke repareres. Den ideelle behandling af mennesker, der er alvorligt syge af luftvejsvirus, er derfor i første omgang at hjælpe cytokiner på vej men senere at dæmpe dem, så de ikke dræber patienterne,” forklarer professor Rune Hartmann, Institut for Molekylærbiologi og Genetik på Aarhus Universitet.

Rammer både virus og menneske

Den nye forskning er led i mange års forskning af de såkaldte cytokiner - små proteiner, der er meget vigtige for kommunikationen i kroppen. Specielt i immunsystemet spiller cytokiner en central rolle, og undergruppen kaldet interferoner spiller en essentiel rolle i forsvaret mod virus. Når kroppen opdager, den er inficeret med en virus, udskilles interferoner, som gør alt for at bekæmpe virus.

”Både de såkaldte type 1- og type 3-interferoner er helt centrale for kroppens reaktion på virusangreb. Mens type 1-interferoner produceres i store mængder og er ansvarlige for at regulere og aktivere immunsystemets reaktion på virusangreb, så har man i de senere år fundet ud af, at type 3 spiller en mindst ligeså væsentlig, men ikke særlig velbeskrevet rolle. Det er den, vi arbejder på at finde frem til,” forklarer Rune Hartmann.

Grunden til, at type 3-interferoner er opdaget meget senere, skyldes ikke kun, at de udtrykkes i mindre mængder. De kan også kun sende deres signaler via modtagere på kroppens indre overflader – det såkaldte epitelvæv – der fx findes på overfladen af lungerne. Her angriber de celler, som virus har invaderet, for at sikre, at virus ikke spreder sig. Desværre rammer de ikke kun de celler, som er inficeret med virus.

”Samtidig med at gøre livet surt for virus ved at forhindre de inficerede cellers vækst så viser vores nye forsøg, at type 3-interferonerne også forstyrrer de andre celler i lungeepitelet, og da de celler under et virusangreb behøver reparation og fornyelse, er det et stort problem, at kroppens normale reparation af lungevævet simpelthen sættes i stå. På den måde forværrer en langvarig interferon-produktion, at lungerne kan komme sig, og forsøgene viser, at det gør lungevævet meget modtageligt overfor bakterieangreb,” siger Rune Hartmann.

Kortslutter interferon-frigivelsen

De nye forsøg giver vigtig ny viden i forbindelse med den igangværende COVID-19-pandemi, hvor de kritisk syge patienter typisk rammes af såkaldt cytokin-storme, hvor immunsystemets interferoner i et forsøg på at bekæmpe virus i stedet svækker patienternes lunger så meget, at det ofte har døden til følge. Selv om de nye forsøg er lavet med influenzavirus og med mus som modelorganisme, så er forskerne ikke i tvivl om, at det, de ser, ligner det, man ser hos mennesker.

”Mens type 1-interferonerne skaber en voldsom inflammation af lungevævet, så patienten nærmest drukner, så bidrager type 3-interferonerne til at gøre ondt være ved at gøre, at lungevævet ikke kan repareres. Alt i alt sætter det patienternes lunger under et maksimalt pres, som mange altså bukker under overfor,” forklarer Rune Hartmann.

I forbindelse med COVID-19 er interferon-reaktionen en ekstra stor udfordring. Den hidtidige forskning tyder nemlig på, at den ny coronavirus i første omgang er i stand til at kortslutte frigivelsen af interferonerne, hvilket betyder, at virus i en lang periode får frit spil til at kopiere sig selv, og når immunsystemet endelig slår til, gør det til dels ondt værre.

”Vi ved nu, at vi for at hjælpe patienterne optimalt både skal stimulere med interferoner i den indledende fase, hvor kroppen udskiller for få, mens vi til gengæld i den sene fase skal forsøge at dæmpe interferon-udskillelsen, så den ikke dræber patienten,” siger Rune Hartmann.

“Type I and III interferons disrupt lung epithelial repair during recovery from viral infection” er udgivet i Science. Rune Hartmann modtog i 2019 støtte fra Novo Nordisk Fonden til projektet ”How local and systemic interferon responses are balanced: molecular mechanism and options for intervention.” 

Artiklen er skrevet at Morten Busch fra ScienceNews (Novo Nordisk Fonden).

Mere information

Professor Rune Hartmann
Institut for Molekylærbiologi og Genetik
Aarhus Universitet
28992578 - rh@mbg.au.dk