Cientistas descobrem explicação biológica de por que infecções respiratórias superiores são mais comuns em temperaturas mais frias

Pesquisadores da Mass Eye and Ear e da Northeastern University descobriram uma resposta imune anteriormente não identificada dentro do nariz que combate vírus responsáveis ​​por infecções respiratórias superiores. Testes adicionais revelaram que essa resposta protetora torna-se inibida em temperaturas mais frias, tornando mais provável a ocorrência de uma infecção.

O novo estudo, publicado em 6 de dezembro na O Jornal de Alergia e Imunologia Clínicaoferece o primeiro mecanismo biológico para explicar por que vírus como o resfriado comum, a gripe e o COVID-19 têm maior probabilidade de aumentar nas estações mais frias, de acordo com os autores.

“Convencionalmente, pensava-se que a temporada de gripes e resfriados ocorria nos meses mais frios porque as pessoas ficam mais presas em ambientes fechados, onde os vírus transmitidos pelo ar podem se espalhar mais facilmente”, disse Benjamin S. Bleier, MD, FACS, diretor de pesquisa translacional em otorrinolaringologia no Mass Eye and Ear e autor sênior do estudo. “Nosso estudo, no entanto, aponta para uma causa biológica para a variação sazonal nas infecções virais respiratórias superiores que vemos a cada ano, demonstrada mais recentemente durante a pandemia do COVID-19”.

Defesa de primeira linha no nariz

O nariz é um dos primeiros pontos de contato entre o ambiente externo e o interno do corpo e, como tal, um provável ponto de entrada para doenças causadoras patógenos. Os patógenos são inalados ou depositados diretamente (por exemplo, pelas mãos) na frente do nariz, onde fazem seu caminho para trás através das vias aéreas e nas células infectantes do corpo, o que pode levar a uma infecção respiratória superior. A forma como as vias aéreas se protegem contra esses patógenos tem sido mal compreendida.

Isto é, até que um estudo de 2018 liderada pelo Dr. Bleier e Mansoor Amiji, Ph.D., Distinguished Professor de Ciências Farmacêuticas na Northeastern University, descobriu uma resposta imune desencadeado quando a bactéria é inalada pelo nariz: as células na frente do nariz detectam a bactéria e, em seguida, liberam bilhões de minúsculos sacos cheios de líquido chamados vesículas extracelulares (ou EVs, anteriormente conhecidos como exossomos) no muco para cercar e atacar a bactéria . O Dr. Bleier compara a liberação desse enxame de EV a “chutar um ninho de vespas”.

O estudo de 2018 também mostrou que os EVs transportam proteínas antibacterianas protetoras através do muco da frente do nariz para a parte de trás ao longo das vias aéreas, que então protege outras células contra as bactérias antes que elas cheguem muito longe no corpo.

Para o novo estudo, os pesquisadores procuraram determinar se essa resposta imune também foi desencadeada por vírus inalados pelo nariz, que são a fonte de algumas das infecções respiratórias superiores mais comuns.

Mecanismo de combate a vírus testado em condições variadas

Liderados pelo primeiro autor do estudo, Di Huang, Ph.D., pesquisador da Mass Eye and Ear and Northeastern, os pesquisadores analisaram como as células e amostras de tecido nasal coletadas do nariz de pacientes submetidos a cirurgia e voluntários saudáveis ​​responderam a três vírus: um único coronavírus e dois rinovírus que causam o resfriado comum.

Eles descobriram que cada vírus desencadeou uma resposta de enxame EV das células nasais, embora usando uma via de sinalização diferente daquela usada para combater as bactérias. Os pesquisadores também descobriram um mecanismo em jogo na resposta contra os vírus: após sua liberação, os EVs agiram como iscas, carregando receptores aos quais o vírus se ligaria em vez das células nasais.

“Quanto mais iscas, mais os EVs podem eliminar os vírus no muco antes que eles tenham a chance de se ligar às células nasais, o que suprime a infecção”, disse o Dr. Huang.

Os pesquisadores então testaram como as temperaturas mais baixas afetaram essa resposta, o que é especialmente relevante na imunidade nasal, uma vez que a temperatura interna do nariz é altamente dependente da temperatura do ar externo que ele inala. Eles levaram voluntários saudáveis ​​de um ambiente de temperatura ambiente e os expuseram a temperaturas de 4,4° C (39,9° F) por 15 minutos e descobriram que a temperatura dentro do nariz caiu cerca de 5° C. Eles então aplicaram essa redução na temperatura ao tecido nasal amostras e observaram uma resposta imune atenuada. A quantidade de EVs secretadas pelas células nasais diminuiu em quase 42% e as proteínas antivirais nas EVs também foram prejudicadas.

“Combinadas, essas descobertas fornecem uma explicação mecanicista para o variação sazonal dentro infecções respiratórias superiores“, disse o Dr. Huang.

Potencial terapêutico

Estudos futuros terão como objetivo replicar os achados com outros patógenos. Os estudos podem ocorrer como estudos de desafio, onde um modelo animal ou humano é exposto a um vírus e sua resposta imune nasal é medida.

A partir de suas descobertas recentes, os pesquisadores também podem imaginar maneiras pelas quais a terapêutica pode induzir e fortalecer a resposta imune inata do nariz. Por exemplo, um terapia medicamentosacomo um spray nasal, pode ser projetado para aumentar o número de EVs no nariz ou ligar os receptores dentro das vesículas.

“Descobrimos um novo mecanismo imunológico no nariz que está sendo constantemente bombardeado e mostramos o que compromete essa proteção”, disse o Dr. Amiji. “A questão agora muda para: ‘Como podemos explorar esse fenômeno natural e recriar um mecanismo de defesa no nariz e aumentar essa proteção, principalmente nos meses mais frios?'”

Além dos drs. Bleier, Amiji e Huang, co-autores do estudo foram Maie S. Taha, Ph.D., Angela L. Nocera, Ph.D. e Alan D. Workman, MD da Mass Eye and Ear.