Як імунітет людини реагує на вірус Sars-CoV-2 та як вакцини захищають організм (ІНФОГРАФІКА)

Як імунітет людини реагує на віруси
(дуже спрощене пояснення на прикладі реакції на вірус Sars-CoV-2)

Вірус Sars-CoV-2, як і будь-який інший – не «жива» істота, а лише білкова оболонка з генетичним матеріалом всередині
Усе, що може робити вірус – відтворювати себе, продукувати власні копії, проникаючи у живі клітини. При цьому клітина не завжди гине.

Коли заражена людина кашляє чи чхає, вірус зависає у мікрокраплинках повітря і потрапляє на слизові оболонки іншої людини (через ніс, рот та очі).
Там він приєднується до клітин у дихальних шляхах, заражає їх, зумовлює ураження до легень.

Збудник COVID-19 – вірус Sars-Cov-2 – з дихальних шляхів через крапельки слизу передається іншим людям (у перші дні після інфікування людина може ще не відчувати симптомів, але заражати інших).
Коронавірус за допомогою спайкового білка-«шипа» приєднується до рецепторів (структури на поверхні наших клітин), вводить у клітину свій генетичний матеріал (РНК) і «наказує» клітині копіювати та відтворювати його.
Зрештою клітина наповнюється дедалі більшою кількістю копій вірусу, доки не отримує команду самознищитися. Оболонка клітини руйнується, і назовні виходять багато нових копій вірусів, що заражають нові клітини.
Кількість заражених клітин зростає експоненціально. Через 10 днів будуть заражені мільйони клітин, а в легенях – мільярди вірусів.

Імунна система людини швидко реагує на появу «чужого». Першим відповідає на щось підозріле вроджений імунітет – деякі різновиди лейкоцитів, окремі молекули (наприклад, молекули інтерферонів, білки системи комплементу тощо).
Пізніше приєднуються до реагування на чужинців більш спеціалізовані представники імунної системи – клітини (лімфоцити), окремі молекули (антитіла), які знищують уражені вірусом клітини.

Серед лімфоцитів є Т- та В-лімфоцити. Т-лімфоцити поділяються на Т-цитотоксичні (дослівно: «отруюють клітини») та Т-хелпери (дослівно: «допомагають»). Перші виділяють молекули, що знищують інфіковані вірусом клітини. Другі – диригують імунною відповіддю, зокрема продукують цитокіни (разом із макрофагами). Інші важливі спеціалізовані клітини – В-лімфоцити, які виробляють спеціальні білки, які звуться антитілами, що приєднуються до поверхні збудників чи їхніх продуктів (наприклад, вироблені бактерією токсини) і таким чином знешкоджують їх. Антитіла є настільки специфічними, що можна говорити про їхню унікальність – підходять до антигену, як ключ до замка.
Так працює адаптивний імунітет.

Поки триває боротьба на клітинному рівні, людина має кашель і високу температуру. Температура – це одна з ланок «запуску» імунної відповіді, там цілий каскад реакцій, які прискорюються від температури. Вона допомагає Т-лімфоцитам мандрувати капілярами, вмикає чи вимикає продукування білків, залучених до імунної відповіді, регулює продукування імунних клітин.
У більшості випадків імунна система повільно, але повертає контроль над ситуацією: знищує інфіковані клітини, запобігає інфікуванню вірусами інших клітин та очищає місце бою від загиблих клітин (під час вологого кашлю з легенів виходить слиз).

За кілька днів (у середньому 7–10), утворюється величезна кількість антитіл. Але для підтримання усіх цих дій імунної системи потрібні стимули: сигнали, які клітини отримують через молекули, називаються цитокінами. У деяких людей спостерігається дуже незбалансована продукція цитокінів із розвитком надмірної реакції імунної системи та пошкодженням організму.
Це і є цитокіновий шторм – надмірна реакція вродженого імунітету. Виділення величезної кількості цитокінів спричиняє в легенях тяжке запалення і набряк.

У цій боротьбі руйнується захисний бар’єр легень – мільярди епітеліальних клітин. Тоді вражаються бактеріями крихітні повітряні мішечки, що забезпечують дихання – альвеоли (зазвичай від бактерій захищає епітеліальний шар), розвивається пневмонія. У людини підіймається температура, падає тиск і аномально часто б’ється серце. Дихання ускладнюється чи зупиняється, виникає гострий респіраторний дистрес-синдром (ARDS). Це небезпечно для життя, пацієнт потребує штучної вентиляції.
Коли захист слабшає, тисячі бактерій, що опинилися в легенях, починають розмножуватися. Вони можуть потрапити у кров і поширитися по всьому організму з ураженням інших органів. Це тяжкий стан, небезпечний для життя.

Більшість людей, які захворіли на COVID-19, одужує та отримує антитіла, які виробляють B-лімфоцити. Наступного разу імунна система зустріне вже знайомий вірус з великою кількістю цих антитіл, а отже, переможе його швидше та легше. Саме так і працюють вакцини.

У людей, старших за 40 років, загрудинна залоза, що виробляє критично важливі Т-клітини, значно менша, ніж у дітей, і виробляє значно менше цих клітин. Саме тому, за однією з версій вчених, літнім людям важче подолати Sars-Cov-2. Тож їх важливо вакцинувати у першу чергу.

Подібні реакції організму траплялися й при хворобах, спричинених іншими коронавірусами, наприклад, SARS (атипова пневмонія) і MERS (близькосхідний респіраторний синдром), а не лише при COVID-19.

Вакцини проти COVID-19 вчать ваш організм боротися з COVID-19

Вакцини потрібні

• щоб бути в безпеці
• щоб жити, як ми жили до появи COVID-19

Вакцина – це препарат, який:
- допомагає людям боротися з вірусом, якщо вони ним заразилися
- може запобігти важкій формі хвороби.

Вакцини проти COVID-19:
- не дозволяють відстежувати вас (не містять програмного забезпечення і мікрочипів)

- не зроблять вас безплідним

- не змінять вашої ДНК.

Чому вакцини проти COVID-19 розроблені так швидко?

• усі наявні ресурси та зусилля були спрямовані на пошук безпечної та ефективної вакцини
• завдяки фінансуванню і співпраці між розробниками й урядами на нечуваному раніше рівні
• завдяки технологічним досягненням, що дали змогу розробляти вакцини швидше, ніж в минулому
• клінічні випробування просувалися швидше, оскільки COVID-19 був широко поширений, тому відмінності між вакцинованими й невакцинованими групами могли бути виявлені раніше.

Після вакцинації все ще є ймовірність заразитися COVID-19 від інших людей, тому:

Щоб зупинити поширення хвороби, варто:

• дотримуватися дистанції 1,5 м від інших
• носити захисну маску
• часто мити руки з милом
• не торкатися немитими руками очей, рота, носа
• користуватися антисептиком, якщо немає змоги помити руки
• залишатися вдома, якщо почуваєтесь погано
• зробити тест, якщо є симптоми COVID-19

Вакцини, що доступні в Україні, схвалені Всесвітньою організацією охорони здоров’я (ВООЗ).

Як працюють вакцини проти ковіду, які доступні в Україні

CoronaVac (Китай)

Вакцина CoronaVac містить знешкоджений коронавірус.
Вчені виростили запаси коронавірусу, облили їх хімічною речовиною: бета-пропіолактоном, щоб вивести з ладу. Такі віруси більше не можуть розмножуватися, але їхні білки залишаються цілими, зокрема «шипоподібний» білок S1, який дозволяє коронавірусу типу SARS проникати в клітини та є антигеном, що вчить імунну систему боротися зі справжнім коронавірусом, коли той потрапить в організм.
У результаті виробляються антитіла.

Векторні вакцини
Covieshield (AstraZeneca)

Така вакцина зроблена з модифікованого аденовірусу шимпанзе ChAdOx1. Цей вірус використовують як носій генів (вектор) вірусу SARS-CoV-2. Аденовірус змушує клітину людини виробляти той самий згаданий вище «шипоподібний» білок S1.
Організм людини реагує на вакцину виробленням антитіл проти SARS-CoV-2.

мРНК-вакцини
Comirnaty (Pfizer-BioNTech (США)

Найважливішим інгредієнтом вакцини Pfizer є мРНК – матрична рибонуклеїнова кислота (тип РНК, що відповідає за перенесення інформації про первинну структуру білків від ДНК до місць синтезу білків). мРНК – це крихітна інструкція, яку у випадку вакцини людські клітини використовують для виробництва спайкового («шипоподібного») білка SARS-CoV-2. Вірус використовує цей білок, щоб приєднатися до рецепторів на клітинах людини та потрапити всередину. Як носій генетичного матеріалу використовують ліпідні наночастинки.

Всередині організму людини мРНК із вакцини поглинається рибосомами – компонентами клітин, що відповідають за синтез білків. І клітини людини починають продукувати спайковий білок SARS-CoV-2.

Імунна система не може відрізнити білок вірусу від фактично вірусу, тому реагує за звичною схемою.
Коли імунна система намагається спрямувати більше імунних клітин до інфікованої ділянки, людина може відчувати симптоми запалення. Іноді це може бути тимчасовий набряк лімфатичних вузлів.
Протягом 3–4 тижнів B-лімфоцити виробляють антитіла. Друга доза вакцини допомагає генерувати клітини пам’яті, які швидко відреагують на появу справжнього вірусу в організмі.
Вакцина не може впливати на геном людини, оскільки мРНК у принципі не може змінити геном: це лише «одноразова» інструкція для клітини щодо того, який білок виробляти.
Джерела:
https://www.health.gov.au
https://www.cdc.gov
https://www.ted.com/talks/emma_bryce_how_does_the_immune_system_work

Науковий консультант: Федір Лапій

Інфографіка створена за підтримки Міжнародного фонду «Відродження»

Стаття підготована за підтримки NED

AstraZeneca інфографіка ковід вакцина Pfizer-BioNTech Covieshield CoronaVac мРНК Comirnaty вакцинація імунітет коронавірус covid19 pfizer