De zeci de ani, se ştie că persoanele cu diabet zaharat prezintă un risc substanţial crescut de a dezvolta boli pulmonare grave dacă sunt infectate cu virusuri cum ar fi gripa, cu bacterii şi suferă infecţii fungice. Când a început pandemia de Covid-19 la începutul anului 2020, acest fenomen misterios a căpătat o importanţă şi mai presantă: A devenit clar că persoanele cu diabet aveau un risc semnificativ mai mare de a se îmbolnăvi de boli pulmonare grave, şi chiar de a muri, după ce au dezvoltat o formă gravă a virusului, dar nimeni nu a înţeles de ce. De fapt, aproximativ 35% dintre persoanele cu Covid-19 care au murit în timpul pandemiei aveau diabet.
Acum, cercetările efectuate la Institutul de Ştiinţe Weizmann, din Israel, publicate miercuri, în revista Nature, dezvăluie modul în care, la diabetici, nivelurile ridicate de zahăr din sânge perturbă funcţia unor subseturi de celule-cheie din plămâni care reglează răspunsul imunitar.
De asemenea, studiul identifică o potenţială strategie pentru a inversa această susceptibilitate şi a salva vieţi.
Echipa a supus mai multe modele de şoareci cu diabet zaharat de tip 1 şi 2 la o varietate de infecţii pulmonare virale.
La fel ca în cazul oamenilor diabetici, în toate aceste modele, şoarecii diabetici au dezvoltat o infecţie pulmonară severă şi au murit în urma expunerii la agenţi patogeni pulmonari precum gripa.
Reacţia imunitară, care la non-diabetici elimină infecţia şi conduce la vindecarea ţesuturilor, a fost grav afectată la şoarecii diabetici, ceea ce a dus la o infecţie necontrolată, la leziuni pulmonare şi, în cele din urmă, la deces.
În continuare, pentru a descifra baza acestui risc sporit, echipa a efectuat o evaluare a expresiei genelor la nivel de celule individuale, în peste 150.000 de celule pulmonare individuale ale şoarecilor diabetici şi non-diabetici infectaţi.
Cercetătorii au efectuat, de asemenea, o gamă extinsă de experimente care implică mecanismele imunitare şi metabolice, precum şi o evaluare aprofundată a expresiei genelor celulelor imunitare la şoarecii diabetici infectaţi.
La şoarecii diabetici au identificat o disfuncţie a anumitor celule dendritice pulmonare, celule imunitare care orchestrează un răspuns imunitar ţintit împotriva infecţiei patogene.
„Nivelurile ridicate de zahăr din sânge perturbă grav anumite subseturi de celule dendritice din plămâni, împiedicând aceşti gardieni să trimită mesajele moleculare care activează răspunsul imunitar de o importanţă critică", explică Samuel Nobs, cercetător postdoctoral şi primul autor al studiului, într-un comunicat al institutului.
Ca urmare, infecţia continuă să facă ravagii, necontrolată, spune el.
Important este faptul că oamenii de ştiinţă au descoperit modul în care nivelurile ridicate de zahăr la şoarecii diabetici perturbă funcţia normală a celulelor dendritice pulmonare în timpul infecţiei.
Metabolismul alterat al zahărului în aceste celule a dus la acumularea de subproduse metabolice care au perturbat în mod semnificativ reglarea normală a expresiei genice, ceea ce a dus la producerea aberantă de proteine imunitare.
Acest lucru ar putea explica de ce funcţionarea acestor celule este perturbată în cazul diabetului şi de ce sistemul imunitar este incapabil să genereze o apărare antiinfecţioasă eficientă", spune Aleksandra Kolodziejczyk , cercetătoare postdoctorală care a condus studiul în calitate de prim coautor.
Echipa a explorat în continuare modalităţi de prevenire a efectelor nocive ale nivelului ridicat de zahăr în celulele dendritice pulmonare, ca mijloc de a reduce riscul de infecţie la animalele diabetice.
Într-adevăr, controlul strict al nivelului de zahăr din sânge prin suplimentarea cu insulină a determinat celulele dendritice să îşi recapete capacitatea de a genera un răspuns imunitar protector care ar putea preveni cascada de evenimente care duce la o infecţie pulmonară virală severă, care pune în pericol viaţa.
Alternativ, administrarea de molecule mici care inversează deficienţa de reglare indusă de zahăr a corectat disfuncţia celulelor dendritice şi le-a permis să genereze un răspuns imunitar protector în ciuda prezenţei unor niveluri ridicate de zahăr.
Corectarea nivelului de zahăr din sânge sau utilizarea medicamentelor pentru a inversa afectarea reglării genetice indusă de nivelul ridicat de zahăr a permis echipei să readucă la normal funcţia celulelor dendritice.
Asta înseamnă că ar putea fi posibilă blocarea susceptibilităţii induse de diabet la infecţiile pulmonare virale şi la consecinţele lor devastatoare, spun autorii cercetării.
Având în vedere că peste 500 de milioane de persoane din întreaga lume sunt afectate de diabet şi că se aşteaptă ca incidenţa diabetului să crească în următoarele decenii, noua cercetare are implicaţii clinice semnificative şi promiţătoare.
Descoperirile oferă, pentru prima dată, o explicaţie cu privire la motivul pentru care diabeticii sunt mai susceptibili la infecţii respiratorii, au subliniat autorii..
Potrivit acestora, controlul nivelului de zahăr ar putea face posibilă reducerea acestui risc pronunţat asociat diabetului.
La pacienţii diabetici ale căror niveluri de zahăr nu sunt uşor de normalizat, medicamentele cu molecule mici ar putea corecta modificările genetice cauzate de nivelurile ridicate de zahăr, ameliorând sau chiar prevenind infecţiile pulmonare severe.
Administrarea locală a unor astfel de tratamente prin inhalare ar putea minimiza efectele adverse, sporind în acelaşi timp eficienţa, şi merită teste clinice viitoare pe oameni, a cocluzionat echipa de cercetători.
