VPLIV IMUNOSENESCENCE PRI OKUŽBI Z

(1)

UNIVERZA V LJUBLJANI BIOTEHNIŠKA FAKULTETA

ŠTUDIJ BIOTEHNOLOGIJE

Maja MARINČIČ

VPLIV IMUNOSENESCENCE PRI OKUŽBI Z VIRUSOM SARS-COV-2

DIPLOMSKO DELO Univerzitetni študij – 1. stopnja

Ljubljana, 2021

(2)

UNIVERZA V LJUBLJANI BIOTEHNIŠKA FAKULTETA

ŠTUDIJ BIOTEHNOLOGIJE

Maja MARINČIČ

VPLIV IMUNOSENESCENCE PRI OKUŽBI Z VIRUSOM SARS-COV-2

DIPLOMSKO DELO Univerzitetni študij – 1. stopnja

IMPACT OF IMMUNOSENESCENCE IN INFECTION WITH SARS-CoV-2

BS. C. THESIS

Academic Study Programmes

Ljubljana, 2021

(3)

Marinčič M. Vpliv imunosenescence pri okužbi z virusom SARS-CoV-2.

Dipl. delo (UN). Ljubljana, Univ. v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Študij biotehnologije, 2021

II

Diplomsko delo je zaključek Univerzitetnega študijskega programa prve stopnje Biotehnologija.

Študijska komisija 1. in 2. stopnje študija biotehnologije je za mentorja diplomskega dela imenovala prof. dr. Mojco Narat.

Komisija za oceno in predstavitev:

Predsednik: doc. dr. Iztok PRISLAN

Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za živilstvo Član: prof. dr. Mojca NARAT

Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za zootehniko Član: doc. dr. Jernej OGOREVC

Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za zootehniko

Datum predstavitve: 26.8.2021

(4)

III

KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA

ŠD Dul

DK UDK 601.4:577.21:577.27:578.72:578.834(043.2) KG imunologija, imunosenescenca, SARS-CoV-2 AV MARINČIČ, Maja

SA NARAT, Mojca (mentor)

KZ SI-1000 Ljubljana, Jamnikarjeva 101

ZA Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za biotehnologijo, Univerzitetni študijski program prve stopnje Biotehnologija

LI 2021

IN VPLIV IMUNOSENESCENCE PRI OKUŽBI Z VIRUSOM SARS-COV-2 TD Diplomsko delo (Univerzitetni študij - 1. stopnja)

OP VI, 17 str., 1 sl., 36 vir.

IJ sl JI sl/en

AI Imunosenescenca opisuje spremembe imunskega sistema, ki nastanejo med staranjem.

Pri prirojeni imunosti imunosenescenca zmanjša sposobnost fagocitoze pri makrofagih, zmanjša število monocitnih in dendritičnih celic in oslabi sposobnost predstavljanja antigenov. V okviru imunosenescence pridobljene imunosti pride do zmanjšanja nabora receptorjev pri celicah T in B, kopičenja nefunkcionalnih celic T ter oslabljenega preklapljanja izotipov celic B. Vse te spremembe lahko ob okužbi s SARS-CoV-2 vodijo v težji potek bolezni. Prisotnost večjih količin citokinov na bazalni ravni z imunosenescentnim imunskim odzivom povzroči manj učinkovito odstranitev virusa SARS-CoV-2. Domneva je, da je imunosenescenten prirojeni imunski odziv s prekomernim proizvajanjem vnetnih citokinov kriv za nastanek citokinske nevihte. Ta vodi v težje zaplete pri COVID-19 in poškodbe pljuč ter drugih organov. Pri starejših obolelih bolezen zelo hitro napreduje, zato je potrebno poznati učinkovite načine pasivnega zdravljenja. Na voljo je več različnih možnosti pasivnega zdravljenja od mehanskega predihavanja, blokiranja citokinov do uporabe krvne plazme prebolevnikov ali monoklonskih protiteles, ki delujejo v smislu specifične pasivne vakcine. Ob izboru zdravljenja je potrebno najprej preučiti celotno zdravstveno stanje pacienta z vsemi pridruženimi boleznimi, saj lahko napačna oblika terapije še poslabša njegovo zdravstveno stanje.

(5)

IV

KEY WORDS DOCUMENTATION

ND Dul

DC UDC 601.4:577.21:577.27:578.72:578.834(043.2) CX immunology, immunosenescence, SARS-CoV-2 AU MARINČIČ, Maja

AA NARAT, Mojca (supervisor)

PP SI-1000 Ljubljana, Jamnikarjeva 101

PB University of Ljubljana, Biotechnical Faculty, Academic Study Programme in Biotechnology

PY 2021

TI IMPACT OF IMMUNOSENESCENCE IN INFECTION WITH SARS-CoV-2 DT B. Sc. Thesis (Academic Study Programmes)

NO VI, 17 p., 1 fig., 36 ref.

LA sl AL sl/en

AB Immunosenescence describes changes in the entire immune system that occur during aging. In innate immunity immunosenescence reduces macrophage activity, reduces number of monocyte and dendritic cells, and deteriorates presentation of antigens. In adaptive immunity immunosenescence causes reduction of receptors in T and B cells and an accumulation of non-functional T cells. These changes with SARS-CoV-2 infection result in a more severe course of the disease. The presence of higher amounts of cytokines with an immunosenescent immune response results in poorer clearance of SARS-CoV-2. Immunosenescent innate immune response with excessive production of inflammatory cytokines causes development of a cytokine storm and more severe complications in COVID-19. It si necessary to know effective ways of passive treatments. There are different passive treatment options available from mechanical respiration, inhibition of cytokines to passive vaccination. During choosing of a treatment for a patient, it is necessary to examine the entire medical condition of the patient with all the associated diagnoses, as the wrong form of therapy can worsen the medical condition.

(6)

V

KAZALO VSEBINE

Str.

KLJUČNA DOKUMENTACIJSKA INFORMACIJA III

KEY WORDS DOCUMENTATION IV

KAZALO VSEBINE V

KAZALO SLIK VI

OKRAJŠAVE IN SIMBOLI VI

1 UVOD 1

2 IMUNOSENESCENCA 1

2. 1 IMUNOSENESCENCA PRIROJENEGA IMUNSKEGA SISTEMA 1

2.1.1 Receptorji naravne imunosti (TLR) 2

2.1.2 Monocitne celice 3

2.1.3 Makrofagi 3

2.1.4 Dendritične celice 4

2.1.5 Nevtrofilci 4

2.2 IMUNOSENESCENA PRIDOBLJENEGA IMUNSKEGA SISTEMA 5

2.2.1 B celice 5

2.2.2 T celice 6

3 ZDRAV IMUNSKI ODZIV PRI OKUŽBI Z VIRUSOM SARS-CoV-2 7 4 VPLIV IMUNOSENESCENCE PRI OKUŽBI Z VIRUSOM SARS-CoV-2 8

5 PASIVNI NAČINI ZDRAVLJENJA 11

5. 1 POMOČ PRI DIHANJU 11

5.2 PASIVNA IMUNIZACIJA 12

5.3 NEVTRALIZACIJA VNETNIH CITOKINOV 12

6 ZAKLJUČEK 13

7 VIRI 14

(7)

VI KAZALO SLIK

Str.

Slika 1: Normalni in imunosenescentni potek bolezni COVID-19 11

OKRAJŠAVE IN SIMBOLI

APC Antigen predstavitvene celice (ang. antigen-presenting cells) DC Dendritične celice (ang. dendritic cells)

HSC Hematopoetske matične celice (ang. hematopoietic stem cells)

LPV Mehansko predihavanje z nastavitvami za zaščito pljuč (ang. lung protective ventilation)

MDC Mieloidne dendritične celice (ang. myeloid dendritic cells)

NET Molekulske pasti, ki jih nevtrofilci izločajo iz celice (ang. neutrophil extracellular traps)

NLRP3 NLR pirin s proteinsko domeno 3 (ang. NLR family pyrin domain containing 3) PAMP Molekularni motivi patogenov (ang. pathogen-associated molecular pattern) PDC Plazmocitoidne dendritične celice (ang. plasmacytoid dendritic cell)

PRR Receptorji za prepoznavno antigenov (ang. pattern recognition receptor) ROS Reaktivne kisikove spojine (ang. reactive oxygen species)

SA-T T celični fenotip spominskih celic CD4 (ang. senescence-associated T cells) TLR Receptorji naravne imunosti (ang. Toll-like receptor)

Treg Regulatorne celice T (ang. regulatory T Cells)

(8)

1 1 UVOD

V prejšnjem stoletju so bili odkriti prvi koronavirusi, ki pri ljudeh in živalih povzročajo bolezni dihal, jeter, prebavil in nevrološke bolezni. Sedem jih lahko okuži tudi ljudi, od tega štirje večinoma povzročajo simptome prehlada in gripe, medtem ko SARS-CoV, MERS-CoV in SARS-CoV-2 pri ljudeh povzročajo težje okužbe dihal in obsežnejše epidemije pljučnice (Tesini, 2020).

Konec decembra 2019 so se na Kitajskem pojavili pacienti s pljučnico, katere potek ni bil primerljiv z doslej poznanimi pljučnicami (Zhu in sod., 2020). Identificiran je bil nov virus iz družine koronavirusov, SARS-CoV-2. Bolezen COVID-19, ki jo povzroča okužba z virusom SARS-CoV- 2, se je hitro razširila po vsem svetu in povzročila pandemijo (Yang in sod. 2020). Sredi januarja 2021 je bilo okuženih že preko 93 milijonov ljudi. Ob tem je bilo že preko 1,9 milijona smrtnih žrtev po vsem svetu (Worldometers, jan. 2021).

SARS-CoV-2 v večini primerov povzroča prehladu in gripi podobne simptome. Približno 15 % zbolelih potrebuje bolnišniško nego in kar 5 % intenzivno nego s predihavanjem. Za težje poteke bolezni so bolj dovzetni starejši od 60 let s pridruženimi boleznimi kot so hipertenzija, diabetes in bolezni srca. Stopnja smrtnosti v tej starostni skupini se lahko dvigne do 12 % (Schatzmann, Helder, 2020). Eden izmed glavnih vzrokov za večjo dovzetnost hujšega poteka bolezni je imunosenescenca, ki povzroči spremembe v strukturi in delovanju imunskega sistema, kar je posledica staranja. Komponente prirojenega in pridobljenega imunskega sistema doživljajo spremembe, kot so zmanjšane sposobnosti fagocitoze nevtrofilcev in makrofagov, zmanjšanje števila monocitnih in dendritičnih celic, zmanjšan repertoar celic B in T, izčrpanost celic T in kronična produkcija vnetnih citokinov, ki povzročajo vnetje na bazalni ravni (Oh in sod., 2019). V tem delu je opisan vpliv imunosenescence pri okužbi z virusom SARS-CoV-2.

2 IMUNOSENESCENCA

Imunosenescenca je pojem, ki opisuje spremembe v delovanju ter zgradbi imunskega sistema, ki nastanejo ob staranju (Pawelec, 2018). Spremembe se kopičijo in povzročajo poslabšanje imunskega odziva na patogene. Proces je povezan s kvalitativnimi in kvantitativnimi spremembami v prirojenem in pridobljenem imunskem sistemu (Oh in sod., 2019).

2. 1 IMUNOSENESCENCA PRIROJENEGA IMUNSKEGA SISTEMA

Največje spremembe pri prirojeni imunosti so zmanjšanje aktivnosti makrofagov, manjše število monocitnih in dendritičnih celic, zmanjšana sposobnost predstavljanja antigenov s strani dendritičnih celic in oslabljena fagocitozna aktivnost makrofagov in nevtrofilcev (Oh in sod., 2019).

(9)

2

Eden izmed učinkov imunosenescence je tudi kronično vnetje (običajno nizke stopnje, imenovano tudi starostno vnetje in metabolno vnetje), ki lahko nastane ob porušenju imunske homeostaze.

Metabolno vnetje (metavnetje) in starostno vnetje imata skupno točko v imunskem odzivu s povišanim številom imunskih vnetnih celic, proteinskim kompleksom NLRP3 in nastajanjem IL-6 in TNF. NLRP3 (NLR pirin s proteinsko domeno 3) je glavni inducibilni receptor, ki sproži nastanek kroničnega vnetja v smeri metavnetja in starostnega vnetja. NLRP3 zaznava večje količine različnih endogenih sprožilcev kot so holesterol, kristali sečne kisline, ROS, poškodovani mitohondriji ter agregati proteinov in lipidov in povzroči nastanek vnetja. Kronične bolezni v povezavi z metabolnimi in starostnimi boleznimi lahko povežemo s sekrecijo vnetnih citokinov IL- 6, TNF, IL-1β in IL-18, ki so značilni za senescenčni fenotip. Ti citokini v odsotnosti akutnih bolezni povzročijo začetno aktivacijo vnetja (Latz in Duewell, 2018).

2.1.1 Receptorji naravne imunosti (TLR)

Receptorji naravne imunosti prepoznavajo motive PAMP (molekularni motivi patogenov), ki so lahko lipopolisaharidi, lipoproteini, DNA in RNA patogenih virusov, bakterij ter gliv. Aktivacija TLR-jev povzroči proizvodnjo citokinov in pozitivno regulacijo nastanka in aktivacije celic T. So glavna povezava med prirojenim in pridobljenim imunskim sistemom (Duin in sod., 2007).

Doslej je opisanih deset TLR-jev pri človeku in dvanajst pri miših ter za večino od njih tudi njihovi ligandi (Barton in Medzhitov, 2002).

Pri starejših osebah je izražanje receptorjev TLR5 zelo povečano. S flagelinom stimulirane monocite starejših in mlajših preiskovancev so pokazale, da je pri starejših veliko več in dalj časa trajajoče fosforilacije p38 in ERK MAPK proteinov. To povzroči nastanek večjih količin citokinov in kemokinov, ki inducirajo povečano kemotaksijo nevtrofilcev, fagocitozo in apoptozo.

Nepopolna aktivacija NF-κB kot odziv na signalizacijo TLR5 v monocitih starejših se odraža v povečani proizvodnji TNF-α, kar lahko vodi v močne vnetne odzive. Povišano izražanje TLR5 lahko predstavlja kritični mehanizem za povečano imunsko odzivnost pri starejših (Qian in sod., 2011).

Ob stimulaciji receptorjev TLR1/2, TLR2/6, TLR3, TLR4, TLR5 in TLR9 na senescentnih celicah je prisotna zmanjšana proizvodnja IL-6 in TNF-α (Oh in sod., 2019). Napaka v signalizaciji TLR1/2 je posledica zmanjšanega izražanja receptorja TLR1 za do 36 %. Staranje na izražanje receptorja TLR2 nima vpliva. Zmanjšana signalizacija TLR1/2 prispeva k večji obolevnosti, smrtnosti in oslabljenim odzivom na cepiva (Van Duin in sod., 2007).

Izražanje ostalih receptorjev se tekom imunosenescence zmanjša. To povzroči spremenjen profil izločanja citokinov in zmanjšano izločanje citokinov in kemokinov, kar vpliva na imunski odziv ob okužbi (Oh in sod., 2019).

(10)

3 2.1.2 Monocitne celice

Glavni nalogi monocitnih celic sta fagocitoza patogenov ter predstavljanje antigenov celicam T, kar ima pomembno vlogo pri aktivaciji pridobljenega imunskega sistema. Tekom celotnega življenja se monocitne celice zelo spreminjajo (Oh in sod., 2019). Transkripcijske in funkcionalne razlike, ki nastanejo med staranjem, povzročijo spremembe v izražanju površinskih molekul, zmanjšani proizvodnji IL-1β in povečani produkciji IL-6 ter IL-10 (Seidler in sod., 2010). Število monocitnih celic z receptorjema CD16 in CD14 se s starostjo poveča. Zmanjša pa se površinsko izražanje receptorjev MHC II in kemokinskih receptorjev CX3CR1 (Oh in sod., 2019). Zmanjšano izražanje kemokinskega receptorja CX3CR1 vpliva na poslabšano sposobnost migracije monocitnih celic in makrofagov do vnetnih mest. Hkrati pa se lahko zmanjša število makrofagov, ki nastanejo iz monocitov. V obtoku se izrazito poveča koncentracija monocitnega kemoatraktanta MCP-1, ki je pri starejših potencialna povezava z razvojem imunosenescentnega nabora citokinov ali ateroskleroze (Seidler in sod., 2010). Senescentne monocitne celice imajo oslabljeno fagocitozo in produkcijo večjih količin TNF-α tako na bazalni ravni kot po stimulaciji z receptorjem TLR4 (Oh in sod., 2019).

2.1.3 Makrofagi

Makrofagi nastanejo, ko monocitne celice preidejo iz krvi v tkivo. Njihove glavne naloge so fagocitoza, izločanje citokinov za aktivacijo imunskega odziva ter predstavljanje antigenov celicam T. Imunosenescenca ima velik vpliv na znotrajcelično signalizacijo v makrofagih. Manjše število izraženih receptorjev TLR na makrofagih vodi v zmanjšano proizvodnjo TNF-α in IL-6 ter povečanje produkcije IL-10 (Oh in sod., 2019). IFN-γ ima pomembno vlogo pri aktivaciji makrofagov. Makrofagi starih miši po stimulaciji z IFN-γ izražajo kar 50 % manj molekul MHC II v primerjavi mlajšimi. Manjše izražanje MHC II kompleksov je prisotno tudi ob stimulaciji makrofagov z lipopolisaharidi in aktivaciji receptorjev TLR. To prispeva k oslabljenem predstavljanju antigenov. Prisotna je tudi zmanjšana sposobnost fagocitoze. Študije na starih podganah so pokazale 75 % zmanjšanje sposobnosti makrofagov za proizvodnjo superoksidnega aniona in citokinov po inkubaciji z IFN-γ (Linehan in Fitzgerald, 2015).

Procesi kot so angiogeneza, epitelizacija ter sinteza kolagena pri starih miših trajajo dlje časa.

Linehan in Fitzgerald sta na starih miših opravila raziskavo v kateri se je pokazalo, da so starostne spremembe v funkciji makrofagov odgovorne tudi za daljše celjenje ran. Uporaba peritonealnih makrofagov mladih miši na kožnih ranah starih miši je pospešila celjenje ran. Makrofagi starih miši so imeli oslabljeno fagocitno aktivnost, kar je povzročilo daljše okrevanje poškodb (Linehan in Fitzgerald, 2015).

Alternativno aktivirani makrofagi, ki v tkivih ostanejo aktivni in izražajo senescentni fenotip, lahko povzročajo vnetja nizke stopnje (Oh in sod., 2019).

(11)

4 2.1.4 Dendritične celice

Dendritične celice imajo odločilno vlogo pri prepoznavanju in procesiranju antigenov, njihovem koncentriranju v limfi ter izpostavljanju antigenov celicam T. S starostjo se zmanjša število in oslabi funkcionalnost plazmocitoidnih dendritičnih celic (PDC). Pri starejših PDC so zaznali zmanjšane količine IFN-α in citokinov. Delež PDC, ki izražajo TLR7 in TLR9, se zmanjša pri zdravih starostnikih v primerjavi z mladimi. Zmanjšanje izražanja receptorjev TLR7 in TLR9, ki sodelujeta pri zaznavanju virusnih okužb vodi v oslabljen imunski odziv ob okužbah z virusi (Jing in sod., 2009).

Aktivirane DC se premikajo na območja celic T, da sprožijo učinkovit celični imunski odziv.

Stimulacija nezrelih DC s TLR ligandi povzroči negativno regulacijo receptorjev CCR6 in CCR7, kar poveča migracijo celic iz perifernih tkiv v bezgavke. Tam se na CCR7 receptorje vežeta močna kemotraktanta za zrele DC CCL21 in CCL19. Pomanjkanje receptorjev CCR7 povzroči, da DC ne morejo ustrezno predstaviti antigenov celicam T, kar privede do nepravilne aktivacije pridobljenega imunskega sistema. Migracija DC v bezgavke je ključnega pomena za vzpostavitev imunskega odziva, zato lahko zmanjšana migracija prispeva k imunski disfunkciji (Agrawal in Gupta, 2011).

Signalna pot kinaze PI3 ima pomembno vlogo pri premikanju citoskeleta med fagocitozo in migracijo DC. Zmanjšana aktivacija in deregulacija signalne poti kinaze PI3 med staranjem povzroči povečano izločanje protivnetnih citokinov, zmanjšano fagocitozo in moteno migracijo DC (Agrawal in Gupta, 2011).

2.1.5 Nevtrofilci

Nevtrofilci so najpomembnejše celice primarne zaščite, saj zagotavljajo takojšnjo obrambo pred patogeni s fagocitozo patogenov in produkcijo vnetnih citokinov za aktivacijo ostalih imunskih celic. Njihovo število se s starostjo ne spreminja, se pa zmanjša izražanje receptorjev TRL in kompleksov MHC II, poslabšajo se fagocitne, kemotaksične sposobnosti ter zmanjša se produkcija citokinov in reaktivnih kisikovih molekul (Oh in sod., 2019).

Fagocitoza opsoniziranih bakterij se tekom imunosenescence znatno zmanjša. Zmanjšan odziv nevtrofilcev na opsonizirane tarče kaže na manjše število receptorjev ali pa oslabljeno signalizacijo, saj so ravni serumskega imunoglobulina in komplementa v normalnih količinah (Butcher in sod., 2000).

Nevtrofilci potrebujejo visoko raven energije za izvajanje fagocitoze. Staranje zavira transport heksoz in poveča raven znotrajceličnega kalcija. Upočasni se absorpcija energije in fagocitoza.

Povečana aktivnost fosforilirane kinaze PI3K, ki nadzoruje fagocitozo, degranulacijo in kemotaksijo, pri starejših povzroči nenatančno migracijo nevtrofilcev in s tem poškodbe zdravih tkiv (Oh in sod., 2019).

(12)

5

Starejši bolniki imajo ob prisotnosti več pridruženih bolezni tudi nevtropenijo zaradi oslabljenega odziva na granulocitni stimulirajoči faktor G-CSF, ki stimulira nastajanje matičnih celic in granulocit v kostnem mozgu. Zmanjšanje sposobnosti preložitve apoptoze nevtrofilcev kljub prisotnosti signalnim molekulam za preživetje celic GM-CSF ter IL-1 povzroči podaljšanje vnetja in manjše število naivnih nevtrofilcev iz kostnega mozga. Posledično se zmanjšanja tudi število zrelih ter aktiviranih nevtrofilcev (Drew in sod., 2018).

Nevtrofilci starejših proizvajajo manj zunajceličnih molekul NET (zunajcelične molekularne pasti nevtrofilcev), s katerimi vežejo patogene med obrambo pred okužbami. Zmanjšanje proizvodnje NET lahko povzroči slabše celjenje ran in visoko stopnjo občutljivosti na patogene (Oh in sod., 2019).

2.2 IMUNOSENESCENA PRIDOBLJENEGA IMUNSKEGA SISTEMA

Imunosenescenca pridobljene imunosti pri celicah B povzroči zmanjšan nabor celic, manj raznolikih in visoko afinitetnih protiteles in kopičenje nefunkcionalnih celic B. Pri celicah T pa zmanjšanje nabora raznolikih receptorjev zaradi involucije timusa in kopičenje starih in izčrpanih celic T, ki niso funkcionalne (Oh in sod., 2020).

2.2.1 B celice

Najpomembnejša vloga celic B je proizvodnja protiteles za nevtralizacijo patogenov, fagocitoza ter aktivacija komplementa. Imunosenescenca povzroči zmanjšanje števila celic B, ki nastanejo v kostnem mozgu. Upad se pripisuje spremembam celic in spremembam mikrobiote limfoidnih organov. Klonska sestava hematopoetskih matičnih celic (HSC) prikazuje zmanjšano preklapljanje celic v limfoidne celice in povečano v mieloidne celice in s tem manjšo proizvodnjo celic B.

Zmanjšano je tudi sproščanje IL-7, ki je glavni regulator razvoja celic B. Manjša proizvodnja IL- 7 v stromalnih celicah kostnega mozga ima negativen vpliv na razvoj celic B. Ti dejavniki zmanjšujejo proliferacijo celic B. Posledično nastane manjše število naivnih in cirkulirajočih celic B z manj raznolikim repertoarjem receptorjev BCR (Ma in sod., 2019).

Širok repertoar celic B, ki prepoznavajo različne antigene, je nujen predpogoj za učinkovit imunski odziv na patogene. Staranje ima negativen vpliv na procese zorenja celic B, zato je repertoar celic B okrnjen. Zmanjša se tudi število naivnih celic B in poveča število spominskih celic B (Oh in sod., 2020).

S staranjem imunskega sistema postopno narašča število celic spremenjenih zaradi staranja oz.

celic ABC (Age-associated cells). To povzroči zmanjšano genezo celic B, sistemsko in lokalno povečanje vnetnih mediatorjev, vnetja, ter spremenjeni ali zapozneli imunski odziv na okužbe in cepljenje. Celice ABC povzročijo zmanjšano B limfopoezo v sklopu imunosenescence. S proizvodnjo TNF-α ovirajo razvojne stopnje celic B (Cancro, 2020).

(13)

6

Celice ABC zavzemajo prostor v primarnem razvojnem bazenu celic B na račun folikularnih B celic. Vsota celic ABC in folikularnih celic B (FO-B) ostane nespremenjena, spremeni pa se razmerje v prid celic ABC (Cancro, 2020).

Imunosenescenca zmanjšuje sposobnost celic B za vzpostavitev ustreznega repertoarja protiteles za antigene. Prisoten je pomanjkljiv preklop izotipov in kratka aktivnost preklopa. Aktivacija s citidin deaminazo (AID) je glavna regulacija rekombinacije genov, ki kodirajo imunoglobuline, določajo njihov razred CSR (class-switch recombination) in somatske hipermutacije (SHM). Nižje ravni AID pri starejših oslabijo SHM in zmanjšajo število in velikost zarodnih središč v bezgavkah, kjer zori afiniteta protiteles. Posledično nastane manj protiteles in ta imajo nižjo afiniteto (Oh in sod., 2019).

2.2.2 T celice

Glavna efektorska funkcija celic T pomagalk je aktiviranje celic B za preklop izotipov protiteles in izločanje citokinov za ustrezen imunski odziv na patogene. V primeru citotoksičnih celic T pa je glavna naloga odstranjevanje okuženih celic. Naivne, spominske in efektorske celice T med staranjem doživijo kompleksne epigenetske in metabolne spremembe. Količina ključnega IL-7, ki vzdržuje homeostazo celic T ostane nespremenjena, vendar s starostjo nenehno narašča produkcija vnetnih citokinov IFN-γ, IL-2, TNF-α, IL-4, IL-6, in IL-10 (Bektas in sod., 2017). Prisotnih je manj naivnih in več starajočih se celic T. Le-te imajo manj TCR in omejeno antigensko specifičnost (Oh in sod., 2019). Poleg tega involucija timusa in spremembe produkcije transkripcijskih faktorjev povzročijo okvare celic T. Te spremembe povzročijo nastanek vnetij, povečano dovzetnost za okužbe in zmanjšano učinkovitost cepiva (Oh in sod., 2019).

Čeprav se število spominskih in efektorskih celic T s starostjo povečuje, je odziv na cepljenje pri starejših oslabljen, kar kaže na upad funkcionalnosti celic T. Citokini modulirajo imunski odziv, zato lahko spremembe v proizvodnji citokinov pojasnijo funkcionalne napake celic T. S staranjem se profil citokinov celic T spremeni v pretežno izločanje IL-4 in IL-10, kar je značilno za celice Th2. Spremeni se tudi celotni T celični repertoar citokinov in specializacija celic T v Th2 namesto v Th1 citokinski profil (Bektas in sod., 2017).

Regulatorne celice Treg imajo osrednjo vlogo pri imunski homeostazi, ker regulirajo neravnovesja in pretirane imunske reakcije. Transkripcijski faktor FoxP3 omogoči razvoj Treg celic. Ob nadaljnjem prekomernem izražanju ima FoxP3 inhibitorni učinek. Celice Treg prepoznajo lastne antigene, zato lahko zmanjšanje izražanja FoxP3 in izguba inhibicije razvoja celic Treg povzroči avtoimunost. Tekom imunosenescence se število celic Treg povečuje. Visoke količine IL-6 še dodatno povečajo nastajanje celic Treg tekom staranja. Senescentne celice Treg izgubijo sposobnost nadzora nad širjenjem celic Th17 med vnetjem in zavirajo produkcijo protivnetnega IL-10 (Bektas in sod., 2017).

(14)

7

Tekom imunosenescence se število naivnih celic CD8 T zmanjša, manjša je raznolikost repertoarja TCR in več je izčrpanih vnetnih celic T. Pojavi se tudi nov senescenčni T celični fenotip SA-T (T celični fenotip spominskih celic CD4 T) spominskih celic CD4 T. Celice SA-T imajo pomanjkljivo proliferacijo posredovano preko TCR in zmanjšano tvorbo citokinov. Te celice producirajo atipične protivnetne citokine, ki se kopičijo in povzročajo daljša vnetja v tkivih (Oh in sod., 2019).

3 ZDRAV IMUNSKI ODZIV PRI OKUŽBI Z VIRUSOM SARS-CoV-2

SARS-CoV-2 je obdan s kapsido, ki je sestavljena iz proteina S (spike), E (ovojnice) in M (membrane). Na površini ovojnice imajo proteini S vezavno regijo, prek katere se virus veže na receptorje gostiteljske celice. Notranjost virusa je iz virusne RNA in strukturnega proteina N, ki pomaga pri zlaganju RNA (V’kovski in sod., 2020).

Potek bolezni COVID-19 se med posamezniki zelo razlikuje. V približno 80 % primerov je bolezen asimptomatska ali z blagimi simptomi prehlada ali gripe, medtem ko lahko pri ostalih 20 % pride do nastanka pljučnice ali okvare dihal (Chowdhury in sod., 2020).

Najbolj pogosta prenosna pot virusa med ljudmi je kapljični prenos, sledi prenos s stiki med osebami ter prenos preko površin (Harrison in sod., 2020). SARS-CoV-2 se najpogosteje prenaša preko izdihanega zraka in v telo vstopa preko dihalnih poti in ustne sluznice. Najprej okuži alveolarne endotelijske celice in makrofage. Na te celice se virus veže s spike proteini. Virus se poveže z gostiteljskim receptorjem angiotenzin pretvorbenim encimom ACE2 in procesira s proteinom TMPRSS2, da lahko vstopi v celico (Paces in sod., 2020). V celico lahko vstopi tudi z endocitozo. SARS-CoV-2 pogosto povzroča tudi prebavne motnje zaradi prisotnosti receptorjev ACE2 in TMPRSS2 v črevesju (Harrison in sod., 2020). Po vstopu virusa v gostiteljsko celico se virusna RNA sprosti v citosol. Sledi prepisovanje RNA v proteine, ki tvorijo virusni replikacijski in trankripcijski kompleks za razmnoževanje virusa (V’kovski in sod., 2020).

Na endotelijskih celicah, epiteljiskih celicah in makrofagih receptorji PRR (receptorji za prepoznavanje virusov in virusnih delov) prepoznavajo viruse in motive PAMP. Te celice in okužene epiteljiske celice producirajo citokine in kemokine IL-6, IP-10, MIP1α, MIP1β ter MCP1, ki pozitivno regulirajo izražanje genov za aktivacijo prirojenega imunskega odziva. Najprej so aktivirane dendritične celice, makrofagi in nevtrofilci, ki producirajo INF-γ ter narekujejo tip in intenzivnost imunskega odziva. Vnetje in antigen predstavitvene celice z MHC I kompleksi na začetku privabijo virusno specifične celice CD8 T na mesto okužbe, kjer odstranijo okužene celice še preden se virus razširi (Ziruy Tai in sod., 2020). Pri zdravem pridobljenem imunskem odzivu se poveča število celic B, ki z BCR prepoznajo površinske epitope in producirajo protitelesa IgM.

Hkrati so z dendritičnimi celicami in makrofagi aktivirane tudi celice T pomagalke. Celice T pomagalke se srečajo s celicami B, ki so v vlogi APC in stimulirajo preklop B celične sinteze izotipov iz IgM v IgG protitelesa, ki se vežejo na okužene celice ter SARS-CoV-2 (Cunha in sod., 2020). Nevtralizirajoča protitelesa blokirajo protein S in s tem virusno okužbo. Alveolarni

(15)

8

makrofagi prepoznajo nevtralizirane viruse in apoptotične celice ter jih očistijo s fagocitozo. Ti procesi skupaj vodijo do odstranjevanja virusa in minimalne poškodbe pljuč (Ziruy Tai in sod., 2020). Pri lažjih potekih COVID-19 prirojeni imunski sistem v veliki meri omeji napredovanje bolezni. Prisotnost različnih citokinov lahko pojasni raznolike poteke bolezni po starostnih skupinah. Seveda se potek imunskega odziva razlikuje med posamezniki zaradi različnih genetskih ozadij, spola, starosti ter okoljskih dejavnikov (Paces in sod., 2020).

4 VPLIV IMUNOSENESCENCE PRI OKUŽBI Z VIRUSOM SARS-CoV-2

Zaradi starosti zmanjšana proizvodnja interferonov vodi v oslabljeno omejitev replikacije virusa in posledično večje širjenje virusa ob okužbi. Pri starejših je zmanjšano tudi število celic naravnih ubijalk, kar skupaj z manjšimi količinami interferonov zmanjša možnosti za reševanje okužbe v začetni fazi bolezni. Predhodno omenjeno zmanjšanje receptorjev TLR1 in s tem povezana oslabljena signalizacija TLR1/TLR2 vodi v stalno produkcijo citokinov v monocitih celicah. To vodi v konstantno aktivacijo TLR na bazalni ravni, zato ne pride do ustrezne aktivacije signalizacije TLR ob vstopu SARS-CoV-2 v gostitelja. Na zapoznelo zaznavanje okužbe in hitro širitev virusa vpliva tudi zmanjšano izražanje receptorjev TLR9 in TLR7 (Bajaj in sod., 2020). Hitro razmnoževanje virusa privabi veliko število vnetnih monocitov in makrofagov na mesto okužbe, ki imajo v starejših osebah oslabljeno fagocitozo in nenatančno migracijo na vnetna mesta, kar vodi v večjo produkcijo citokinov v pljučih in nastanek citokinske nevihte (De la Rica in sod., 2020).

Virusna okužba in razmnoževanje virusa v epiteliju dihalnih poteh povzroči vnetno obliko programirane celične smrti piroptozo in vaskularno puščanje. To povzroči izločanje IL-6, IFNγ, MCP1 in IP-10 v kri ter lokalno vnetje. Večina študij opisuje v začetku bolezni prevladovanje celic Th2 z izločanjem protivnetnih citokinov, kar omogoči dodatno razmnoževanje virusa. Nato se inducira močen imunski odziv s celicami Th1, ki v velikih količinah proizvajajo vnetne citokine, imajo manj receptorjev TCR in spremenjen profil citokinov, ki je podoben profilu celic Th2.

Imunski odziv s celicami Th1 privablja monocitne celice z oslabljeno fagocitozo in produkcijo TNF-α ter celice T na mesto vnetja, vendar ne nevtrofilcev. Celice T preidejo iz krvi v dihalne poti, kar lahko razloži limfopenijo in povečano razmerje med nevtrofilci in limfociti. Pri senescentnem odzivu ne pride do eliminacije virusa, ugašanja imunskega odziva in okrevanja, ampak nastopi citokinska nevihta ter vnetje dihal. Pri smrtnih primerih je raven IL-6 zelo povišana in narašča tekom napredovanja bolezni. V pljučih so prisotni vnetni makrofagi FCN1, ki imajo oslabljeno sposobnost predstavljanja antigenov. V krvi je veliko večji delež monocitov CD14 in CD16, ki še dodatno proizvajajo citokine za nastanek citokinske nevihte. Le-ti privlačijo monocite, makrofage z oslabljeno fagocitozno sposobnostjo in starajoče celice T z omejenim repertoarjem TCR in omejeno antigensko specifičnostjo na mesto vnetja, da inducirajo protivnetni odziv in odpravijo okužbo. Zaradi napak v delovanju imunskih celic ne pride do ustrezne aktivacije imunskega odziva, kar vodi v nastanek citokinske nevihte. Celice B lahko zaradi oslabljenih mehanizmov nastajanja

(16)

9

raznolikih protiteles producirajo nevtralizirajoča protitelesa, ki niso specifična za virus SARS- CoV-2. Ta protitelesa se vežejo na virus in še dodatno olajšajo njegov vstop v celice in replikacijo v njih. S tem se bolezen COVID-19 dodatno okrepi ter vodi v poškodbe organov (Ziruy Tai in sod., 2020). Na koncu virusne okužbe zaradi staranja zmanjšano število celic T CD8 z oslabljenimi citotoksičnimi sposobnostmi počasi odstranjujejo viruse in okužene celice. Zaradi ne ustrezne odstranitve virusa imunski sistem še vedno zaznava okužbo in celice T CD4 naprej izločajo citokine in povečajo vnetje. Pri senescentnem imunskem odzivu se te celice zadržujejo v pljučih in prekomerno proizvajajo vnetne citokine, kar povzroči poškodbe v pljučih. Visoko število vnetnih celic v pljučih lahko povzroči poškodbe zaradi prekomernega izražanja proteaz in kisikovih radikalov. Poškodbe preprečijo učinkovito izmenjavo plinov v pljučih, zato imajo oboleli težave z dihanjem ter nizko raven kisika v krvi. Citokinska nevihta ima veliko vplivov na celotno telo.

Povečane količine citokinov kot je TNF lahko povzročijo odpovedi organov in septični šok. To vodi v poškodbe miokarda in napake v delovanju krvnega obtoka (Salim in Hamlyn, 2020).

Velik vpliv na potek bolezni imajo tudi celice Th17 s senescentnim prekomernim izločanjem IL- 17. Le-ta aktivira vnetne citokine in ti nato nevtrofilce z oslabljeno fagocitozo in kemotaksijo, ki lahko povzročijo pljučni edem. Poleg tega lahko IL-17 sodeluje pri aktivaciji komplementa in dodatni aktivaciji granulocit v pljučih, kar lahko pospeši bolezen v nastanek akutnega respiratornega sindroma. Tekom bolezni so prisotne tudi povečane količine IL-6, ki tudi dodatno stimulira nastanek IL-17 (Bajaj in sod., 2020). IL-6 lahko vodi v dodatno zmanjšanje števila celic CD4 T pomagalk, naravnih celic ubijalk in dodatno deregulacijo imunskega sistema. Ob padcu števila celic T je količina IL-6, IL-10 in TNF-α povečana. Prisotno je tudi manj celic CD4 T, ki producirajo INF-γ. Hkrati pa IL-6 preprečuje aktivacijo celic CD8 T z inhibicijo produkcije INF-γ (Cunha in sod., 2020). Senescentne celice CD8 T v pacientih izražajo manj CD107a in producirajo manj IL-2, INF-γ, perforina in grancima B (Paces in sod., 2020). Pri starejših pacientih je oslabljen pridobljeni imunski odziv zaradi manjše zmogljivosti celic CD4 in CD8 za proizvodnjo INF-γ in IL-2 ter oslabljene aktivacije celic T s strani dendritičnih celic. Oslabljena aktivacija celic T s strani dendritičnih celic je lahko tudi posledica manjšega števila dendritičnih celic v pljučih pri starejših osebah. Interferoni z ustrezno regulacijo genov omejujejo vstop virusa v celice in replikacijo. V nadaljnjih fazah imunskega odziva zavirajo kopičenje, širjenje virusov in aktivirajo makrofage, nevtrofilce, celice B in celice T. Imunosenescenca povzroči zmanjšane in oslabljene imunske odzive na interferone (Harrison in sod., 2020).

Delovanje NLRP3 bi lahko pojasnilo povečano nagnjenost k citokinski nevihti. Starejši imajo ves čas povišano raven izražanja NLRP3 v imunskih celicah. Aktivnost NLRP3 uravnavajo od NAD odvisne deacetilaze, ki pa so pri starejših posameznikih v manjših količinah, kar povzroči hiperaktivnost NLRP3. Prekomerna stimulacija s SARS-CoV-2 bi lahko spodbudila hiperaktivacijo NLRP3 in sprožila citokinsko nevihto pri bolnikih s COVID-19 (Pedreañez in sod., 2021).

(17)

10

Slika 1: Normalni in imunosenescentni potek bolezni COVID-19. Pri normalnem poteku se ustrezno aktivirajo celice CD4 in CD8 T in proizvodnja protiteles. Pri imunosenescentnem odzivu pa zaradi pomankanja imunskih celic in upada funkcionalnosti pride do nastanka citokinske nevihte in poškodb tkiva (prirejeno po Cunha, 2020).

(18)

11

Potek bolezni COVID-19 glede na število imunskih celic lahko opredelimo na tri faze, ki so hipofunkcija, hiperaktivacija in anergija. Ob težjih potekih bolezni je v prvi hipofunkcijski fazi razvoja bolezni prisotno večje število nefunkcionalnih nevtrofilcev in manjše število PDC, ki izločajo interferone. Zaradi manjšega števila dendritičnih celic in manjših količin interferonov pride do neustrezne aktivacije celic T. Kot posledica imunosenescence je prisotno tudi manj celic CD4 in CD8 T, ki imajo oslabljene funkcije.

V naslednji hiperaktivacjiski fazi bolezni, ko pri normalnem poteku bolniki že okrevajo, se pri starejših osebah število celic CD4 in CD8 T znatno poveča, kar kaže na pretirano aktivacijo imunskega sistema in nastanek citokinske nevihte. Poveča se tudi število celic Treg, ki še povečajo sintezo citokinov v celicah CD4 T. Ob nadaljnjem prekomernem aktiviranju imunskega sistema lahko pride do smrtnega izida. Če pa se imunski sistem postopoma umiri in začne pravilno delovati pacienti okrevajo. Pri starejših je še vedno prisotno povišano število nefunkcionalnih nevtrofilcev.

To vodi v povečano izločanje molekul NET (zunajcelične molekularne pasti nevtrofilcev) iz nevtrofilcev, kar lahko vodi v nastajanje krvnih strdkov. Znižuje se število dendritičnih celic, celic naravnih ubijalk in ohranja se število monocit, kar vodi v ugašanje prirojenega imunskega odziva.

Ob prevelikem zmanjšanju celic lahko pride do smrtnega izida pacientov. Preživelim bolnikom se poveča aktivnost celic CD4 in CD8 T in zmanjša število celic CD8 T zaradi premika celic na vnetna mesta. Pacientom s smrtnim izidom se tukaj še dodatno zmanjša število celic T in poveča izločanje interferonov.

V tretji stopnji bolezni večina pacientov okreva. Osebe z blagimi simptomi rabijo manj časa za okrevanje, kot tiste s težjim potekom bolezni. V primerih, ki se kasneje končajo s smrtjo, v tej fazi pride do nadaljnjega zmanjševanja števila celic T, B, nevtrofilcev, DC, celic naravnih ubijalk, monocit in oslabitev njihovih funkcij. Imunski sistem postane nemočen proti virusni okužbi (Zhou, Ye, 2021).

5 PASIVNI NAČINI ZDRAVLJENJA

Ob hujših potekih bolezni COVID-19 obstajajo različni načini pomoči in zdravljenja kot je pomoč pri dihanju, nevtralizacija virusa s pasivno imunizacijo in nevtralizacija vnetnih citokinov.

5.1 POMOČ PRI DIHANJU

SARS-CoV-2 v kombinaciji z imunosenescentnim imunskim odzivom, močnim vnetjem in citokinsko nevihto povzroči poškodbe pljuč in drugih organov. Poškodovan epitelij in endotelij dihal vodi v iztekanje tekočine, nastanek pljučnega edema, hipoksemije in akutnega respiratornega sindroma, zato velik delež obolelih s težjim potekom bolezni potrebuje mehansko predihavanje.

Zelo pomembno je, da se le-to izvaja natančno in z ustreznimi parametri, saj se lahko v nasprotnem primeru povzročijo še večje poškodbe pljuč. Mehanske poškodbe pljuč lahko povzročijo dodatno produkcijo citokinov in še močnejše vnetje. Zmanjšane sposobnosti celic za odstranjevanje prostih kisikovih radikalov in prevelike dihalne sile s strani pacienta lahko povzročijo dodatne poškodbe

(19)

12

pljuč in sesedanje pljuč. V primeru dihalnih okvar pri COVID-19 je najpomembnejše ohranjati ustrezno raven oksigenacije skupaj s preprečevanjem nastajanja dodatnih poškodb pljuč in drugih organov. V uporabi je posebna oblika ventilacije s prilagojenimi nastavitvami za preprečevanje nastanka poškodb pljuč LPV (Lung Protective Ventilation). Glavne nastavitve ob izvajanju LPV so majhen dihalni volumen, pozitivni tlak pri izdihovanju in nizki tlaki v vseh dihalnih poteh (Lentz in sod., 2020).

5.2 PASIVNA IMUNIZACIJA

Zelo dobro proučena in uporabna je imunoterapija s plazmo pacientov, ki so že okrevali za COVID- 19. Krvna plazma je sestavljena iz vode, organskih in anorganskih spojin, proteinov, imunskih regulatorjev in protiteles IgA, IgE, IgM ter IgG. Najpomembnejša komponenta v plazmi so nevtralizirajoča protitelesa, ki se vežejo na epitop proteina S. Zdravljenje s plazmo je najbolj učinkovito, če se izvaja v zgodnjih fazah razvoja COVID-19. Prisotno je tudi imunomodulatorno delovanje z vnetnimi in protivnetnimi citokini, protitelesi za blokiranje komplementa ter TNF-α.

Krvna plazma prepreči nastanek hudega vnetja z omejevanjem poškodb nastalih zaradi kaskade komplementa in vnetnih citokinov. Protitelesa IgG se vežejo na Fab delu na virus, na Fc delu pa na receptorje in s tem posredujejo povečan nivo fagocitoze in zmanjšanje produkcije protiteles.

Dendritičnim celicam se upočasni dozorevanje in poveča izločanje citokinov Th2. Zmanjša se proliferacija in citotoksičnost celic CD8 T in inhibira se celice Th17 ter vnetne citokine.

Stimulacijo celic B omejuje TLR9, ki je reguliran z NF-kB. To povzroči zmanjšano ekspresijo IL- 2Rα in CD40 ter zmanjšano izločanje IL-6.

Za pridobivanje specifičnih protiteles za protein S iz krvi se lahko uporabi aferezo. To je metoda za pridobivanje specifičnih komponent iz krvi. Za preprečevanje prenosa bolezni preko krvi in boljše specifičnosti pa je v uporabi terapija z monoklonskimi protitelesi. Vendar je pridobivanje monoklonskih protiteles zelo drago, dolgotrajno in zapleteno, če bi jih želeli proizvajati v merilu svetovnih potreb (Bayat in sod., 2021).

5.3 NEVTRALIZACIJA VNETNIH CITOKINOV

IL-6 je eden izmed glavnih citokinov, ki povzroči poslabšanje bolezni COVID-19, zato je ustrezna tarča pasivnega zdravljenja. V uporabi sta dva načina inhibicije njegove signalizacije, z direktnim inhibiranjem IL-6 ali blokiranjem receptorja za IL-6. Za inhibicijo IL-6 se najpogosteje uporabljajo monoklonska protitelesa siltuksimab, sirukumab, olokizumab, klazakizumab in satralizumab.

Protitelesa se vežejo na IL-6 in preprečijo njegovo vezavo na receptorje. Vsak primer zdravljenja z inhibicijo IL-6 je potrebno natančno preučiti, saj lahko nepravilna terapija povzroči smrtni izid zaradi zmanjšanja avtofagije in povečane pljučne fibroze.

Receptor za IL-6 se blokira z monoklonskimi protitelesi tocilizumab in sarilumab. Najpogosteje se uporablja tocilizumab, ki je kompetitivni antagonist za receptorje IL-6. Ob inhibiciji signalnih poti zmanjša tudi vnetje. Terapije z inhibitorji receptorja IL-6 so bolj varne in imajo manj stranskih

(20)

13

učinkov od inhibitorjev samega IL-6. Skupino bolnikov z visoko temperaturo, hiposkemijo in poškodbami pljuč so zdravili s tocilizumabom. Po enem dnevu zdravljenja so že bili opaženi pozitivni učinki terapije z znižanjem vročine ter izboljšanjem dihanja. Tocilizumab preprečuje napredovanje bolezni pri hospitaliziranih bolnikih z zmerno obliko COVID-19 in hudim vnetjem (Chen in sod., 2020).

SARS-CoV-2 lahko v celice vstopa tudi z endocitozo. Kinazi JAK in AP2 sta glavni regulatorni molekuli endocitoze, zato ju lahko opredelimo kot potencialno terapevtsko možnost. Limfopenija in citokinska nevihta, ki se pojavita pri COVID-19 bolnikih sta regulirana in inducirana s kinazo JAK. Zaviralci kinaze JAK omejujejo aktivnost vseh molekul JAK ali pa selektivno ciljajo na točno določene. Inhibitorji kinaze JAK so tofacitinibom, baricitinibom, ruksolitinibom, upadacitinibom in fedratinibom. S supresijo kinaze JAK lahko pride do supresije imunskega odziva in do nezaželenih učinkov kot je zmanjšana eliminacija virusa in zmanjšano nastajanje IFN-α. Fedratinib je specifični zaviralec kinaze JAK2, ki je pokazal blagodejne učinke na izboljšanje citokinske nevihte z zmanjšanjem proizvodnje IL-22, IL-17 in zmanjšanjem nastajanja podskupine celic Th17 (Bayat in sod., 2021).

6 ZAKLJUČEK

Imunosenescenca povzroči velike spremembe v imunskem odzivu tekom staranja. Zmanjša se število imunskih celic, receptorjev, spremenijo se citokinski profili celic, poveča se izločanje vnetnih citokinov in oslabijo se signalne poti. Zato so starejši ljudje veliko bolj dovzetni za okužbe.

Imunosenescentne spremembe ob okužbi s SARS-CoV-2 vplivajo na razvoj bolezni in nastanek citokinske nevihte. Na poslabšanje vplivajo tudi mehanizmi SARS-CoV-2, ki se izogiba imunskim celicam, onesposobi imunski odziv in se zato še hitreje razmnožuje. Vse to vodi v težje oblike bolezni in poškodbe pljuč, zato je zelo pomembno, da se kritične skupine ljudi z oslabelim imunskim odzivom zaščiti in ob nastopu bolezni uporablja ustrezne terapije. Dvig povprečne starosti in hitro naraščanje starejše populacije starosti narekujeta čim boljše razumevanje imunosenescence in razvoj aktivnih in pasivnih metod zdravljenja. Zelo pomembna primarna zaščita so cepiva, ki pa zelo pogosto pri imunosenescentnem imunskem sistemu ne vzpostavijo optimalne imunosti. Pomembno pa je, da tudi taka, neoptimalna imunost, lahko prepreči najtežji potek bolezni. Če pa se vendar razvije težja oblika bolezni, je potrebno poznati pasivne načine zdravljenja. Pri pasivnih terapijah se mora najprej oceniti zdravstveno stanje osebe s potencialno pridruženimi bolezni. Glede na ocenjeno stanje se izvaja ustrezna oblika terapije, saj lahko neustrezne oblike zdravljenja vodijo v dodatno poslabšanje COVID-19.

(21)

14 7 VIRI

Agrawal A., Gupta S. 2011. Impact of aging on dendritic cell functions in humans. Ageing Research Reviews, 10, 3: 336–345

Bajaj V., Gadi N., Spihlman P. A.,. Wu C. W., Choi C. H., Moulton W. R. 2020. Aging, immunity, and COVID-19: How age influences the host immune response to coronavirus infections?

Frontires in Physiology, 11, 571416, doi:10.3389/fphys.2020.571416: 23 str.

Barton G. M., Medzhitov R. 2002. Toll-like receptors and their ligands. Toll-Like Receptor Family Members and Their Ligands, 270: 81-92

Bayat M., Asemani Y., Mohammadi M. R., Sanaei M., Namvarpour M., Eftekharif R. 2021. An overview of some potential immunotherapeutic options against COVID-19. Elsevier Public Health Emergency Collection, 95, 107516, doi:10.3389/fimmu.2020.01748: 11 str.

Bektas A., Schurman S. H., Sen R., Ferrucci L. 2017. Human T cell immunosenescence and inflammation in aging. Journal of Leukocyte Biology, 102, 4: 977-988

Butcher S., Chahel H., Lord J. M. 2000. Ageing and the neutrophil: no appetite for killing?

Immunology, 100, 4: 411–416

Cancro M. P. 2020. Age-Associated B Cells. Annual Review of Immunology, 38, 1: 315-340 Cunha L. L., Perazzio S. F., Azzi J., Cravedi P., Riella L. V. 2020. Remodeling of the

immune response with aging: immunosenescence and its potential impact on COVID-19 immune response. Frontiers in Immunology, 11, 1748, doi:10.3389/fimmu.2020.01748: 11 str.

Chen J., Zhang L.,, Hou H., Xu L., Ji K. 2020. Interleukin‑6 signaling blockade treatment

for cytokine release syndrome in COVID‑19. Experimental and Therapeutic Medicine, 21, 1:

24, doi:10.3892/etm.2020.9456: 6 str.

Chowdhury M. A., Hossain N., Kashem M. A., Shahid M. A., Alam A. 2020. Immune

response in COVID-19: a review. Journal of Infection and Public Health, 13, 11: 1619–1629 De la Rica R., Borges M., Gonzalez-Freire M. 2020. COVID-19: in the eye of the cytokine

storm. Frontiers in Immunology, 24, 11: 558898, doi: 10.3389/fimmu.2020.558898: 11 str.

Drew W., Wilson D. V., Sapey E. 2018. Inflammation and neutrophil immunosenescence in health and disease: targeted treatments to improve clinical outcomes in the elderly. Experimental Gerontology, 105: 70-77

(22)

15

Harrison A. G., Lin T., Wang P. 2020. Mechanisms of SARS-CoV-2 transmission and pathogenesis. Trends in Immunology, 41, 12: 1100-1115

Hermelink H., Steinmann G. G. 1984. Admission criteria for immunogerontological studies in Man: the SENIEUR protocol. Mechanisms of Ageing and Development, 28, 1: 47-55 Jing Y., Shaheen E., Drake R. R., Chen N., Gravenstein S., Deng Y. 2009. Aging is associated

with a numerical and functional decline in plasmacytoid dendritic cells, whereas myeloid dendritic cells are relatively unaltered in human peripheral blood. Human Immunology, 70, 10:

777-784

Latz E., Duewell P. 2018. NLRP3 inflammasome activation in inflammaging. Seminars in Immunology, 40: 61-73

Lentz S., Roginski M. A., Montrief T., Ramzy M., Gottlieb M., Longf B. 2020. Initial

emergency department mechanical ventilation strategies for COVID-19 hypoxemic respiratory failure and ARDS. The American Journal of Emergency Medicine, 38, 10: 2194–2202

Linehan E., Fitzgerald D. 2015. Ageing and the immune system: focus on macrophages.

European Journal of Microbiology and Immunology, 5, 1: 14–24

Ma S., Wang C., Mao X., Hao Y. 2019. B Cell dysfunction associated with aging and

autoimmune diseases. Frontiers in Immunology, 10, 318, doi:10.3389/fimmu.2019.00318: 7 str.

Mittelstadt P. R., Salvador J. M., Fornace A. J., Ashwell Jr., Ashwell J. D. 2005. Activating p38 MAPK: new tricks for an old kinase. Cell Cycle, 4, 9: 1189-1192

Oh S., Lee J. K., Shin O. S. 2019. Aging and the immune system: the impact of

immunosenescence on viral infection, immunity and vaccine immunogenicity. Immune Network, 19, 6: e37, doi: 10.4110/in.2019.19.e37: 18 str.

Paces J., Strizova Z., Smrz D., Cerny J. 2020. COVID-19 and the Immune System. Physiol, 69, 3: 379-388

Pawelec G. 2018. Age and immunity: what is “immunosenescence”? Experimental Gerontology, 105: 4-9

Pedreañez A., Mosquera-Sulbara, J., Muñoz N. 2021. SARS-CoV-2 infection represents a high risk for the elderly: analysis of pathogenesis. Archives of Virology, 166: 1565–1574

(23)

16

Salimi S., Hamlyn M. J. 2020. COVID-19 and crosstalk with the hallmarks of aging. Journals of Gerontology, 75, 9: e34-e41

Schatzmann J. P., Helder N. 2020. Susceptibility of the elderly to SARS-CoV-2 infection:

ACE-2 overexpression, Shedding and Antibody-dependent Enhancement (ADE). Clinics, 75:

e1912, doi:10.20944/preprints202003.0400.v1: 16 str.

Seidler S., Zimmermann H. W., Bartneck M., Trautwein C., Tacke F. 2010. Age-dependent alterations of monocyte subsets and monocyte-related chemokine pathways in healthy adults.

BMC Immunology, 11, 30, doi:10.1186/1471-2172-11-30: 11 str.

Tesini B. L. 2021. Coronaviruses and acute respiratory syndromes (COVID-19, MERS, and SARS). MSM MANUAL Professiol Version.

https://www.msdmanuals.com/professional/infectious-diseases/respiratory-

viruses/coronaviruses-and-acute-respiratory-syndromes-covid-19-mers-and-sars#v47572273 (22. apr. 2021)

Van Duin D., Mohanty S., Thomas V., Ginter S., Montgomery R. R., Fikrig E., Allore H. G., Medzihtov R., Shaw A. C. 2007. Age-associated defect in human TLR-1/2 function. The Journal of Immunology, 178, 2: 970-975

V’kovski P., Kratzel A., Steiner S., Stalder H., Thiel V. 2020. Coronavirus biology and replication: implications for SARS-CoV-2. Nature Reviews Microbiology, 19, 3: 155-170 Zirui Tay M., Poh Meng C., Rénia L., MacAry P. A., Ng L. F. P. 2020. The trinity of COVID-19:

immunity, inflammation and intervention. Nature Reviews, Immunology, 20: 363–374 Zhou X., Ye Q. 2021. Cellular immune response to COVID-19 and potential immune

modulators. Frontires in Immunology, 12, 646333, doi:10.3389/fimmu.2021.646333: 8 str.

Zhu N., Zhang D., Wang W., Li X., Yang B., Song J., Zhao X., Huang B., Shi W., Lu R., Niu P., Zhan F., Ma X., Wang D., Xu W., Wu G., Gao G.F. , Phil D., Tan W. 2020. a novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019. The New England Journal of Medicine, 382, 8: 727–733

Qian F., Wang X., Zhang L., Chen S., Piecychna M., Allore H., Bockenstedt L., Malawista S., Bucala R., Shaw A. C., Fikrig E., Montgomery R. R.. 2011. Age-associated elevation in TLR5

leads to increased inflammatory responses in the elderly. Aging Cell, 11, 1: 104–110

(24)

17 Worldometers. 2021.

https://www.worldometers.info/coronavirus/ (24. apr. 2021)

Yang Y., Xiao Z., Ye K., He X., Sun B., Qin Z., Yu J., Yao J., Wu Q., Bao Z., Zhao W. 2020.

SARS-CoV-2: characteristics and current advances in research. Virology Journal, 17, 117, doi:10.1186/s12985-020-01369-z: 17 str.