Работа опубликована в журнале Science Advances 25 сентября 2026 года и находится в открытом доступе [1]. Её выполнила группа Джоди Розенблатт из Института Фрэнсиса Крика и Королевского колледжа Лондона. Лаборатория с начала 2000-х изучает, как эпителий избавляется от лишних и повреждённых клеток, и в новой работе показала, что тот же механизм срабатывает против вируса простуды.
Организм начинает бороться с вирусом простуды на уровне слизистой: эпителий дыхательных путей способен избавляться от риновируса сам, без иммунных клеток крови. В исследовании 2026 года пласт клеток бронхов выталкивал заражённые клетки двумя волнами — живые в первые 8 часов, с размножившимся вирусом в следующие 12. За сутки доля заражённых клеток падала примерно с 25 до менее 5 %. Показано в культурах клеток, у людей не проверяли.
Как организм борется с простудой: кто первым встречает вирус
Риновирусы — мелкие РНК-вирусы без внешней оболочки из семейства пикорнавирусов. Их делят на три вида — RV-A, RV-B и RV-C, а внутри первых двух различают «большую» и «малую» группы по тому, к какому рецептору на поверхности клетки прикрепляется вирус. Обычно риновирусная инфекция протекает легко, но у маленьких детей, пожилых людей, при ослабленном иммунитете и хронических болезнях лёгких — астме, хронической обструктивной болезни лёгких, муковисцидозе — она может быть тяжёлой [1].
Вдыхаемый вирус первым делом попадает на эпителий — слой плотно сомкнутых клеток, выстилающий дыхательные пути. Эпителий служит физическим барьером и подаёт сигналы иммунной системе, но саму борьбу с инфекцией обычно описывают через клетки крови: макрофаги, лимфоциты, антитела. Так она описана и в статье «Как укрепить иммунитет: физиология и два упражнения», где слизистые названы первым барьером организма. Новая работа показывает, что этот барьер действует активно: в культуре он сам находит заражённые клетки и избавляется от них без помощи иммунных клеток крови [1].
Как слизистая защищает от вирусов: выталкивание заражённых клеток
Выталкивание клеток (в научной литературе — экструзия) — обычный способ, которым эпителий поддерживает себя в порядке. Когда клеткам в пласте становится тесно, лишние выдавливаются наружу живыми; запускают это каналы, чувствительные к растяжению, в частности Piezo1 [1, 2]. Тем же путём пласт избавляется от умирающих и повреждённых клеток, чтобы на их месте не образовалась брешь. Механика в обоих случаях одна: клетка выделяет липид сфингозин-1-фосфат, он связывается с рецептором S1P2 на соседях, и те стягивают вокруг неё кольцо из белков актина и миозина, выдавливая её на поверхность. Барьер при этом остаётся сомкнутым [1].
Авторы заразили пласт клеток бронхиального эпителия человека четырьмя штаммами риновируса: RVA1B и RVA2 из «малой» группы, RVB14 и RV-A16 из «большой». Штаммы разных групп входят в клетку через разные рецепторы, но результат был одинаковым: эпителий выталкивал именно заражённые клетки, и выталкиваний в заражённом пласте было больше, чем в незаражённом. Явление назвали VICE — virus-induced cell extrusion, «выталкивание клеток, вызванное вирусом» [1]. Раз ответ не зависел от рецептора, дальше работали со штаммом RV-A16: за ним удобно следить с самых ранних стадий заражения.
Выталкивание, вызванное вирусом, использует тот же сигнал, что и обычное. Блокатор рецептора S1P2 — вещество JTE-013 — снижал число выталкиваний в заражённом пласте до уровня незаражённого, и удаление вируса из пласта нарушалось. Так было и в клеточной линии, и в первичных культурах эпителия от доноров [1].
Сам механизм очень древний: выталкивание клеток находят у трихоплакса, морских губок и актиний — животных, тело которых в основном построено из эпителия. Авторы предполагают, что именно этим может объясняться устойчивость таких организмов к инфекциям [1].
Как устроено исследование
Все опыты сделаны на клетках и тканях вне организма. В большинстве опытов на каждую клетку приходилось в среднем по три инфекционные частицы вируса. Моделей четыре.
| Модель | Что это | Что показала |
|---|---|---|
| Линия 16HBE14o− | Клетки бронхиального эпителия человека; образуют плотный пласт с межклеточными контактами | Основная модель: динамика заражения, две волны выталкивания, опыты с блокаторами |
| Первичные культуры на границе «воздух — жидкость» | Эпителий бронхов четырёх здоровых некурящих доноров 15–55 лет; дифференцировались не меньше 30 дней, есть реснитчатые и бокаловидные клетки | Большинство заражённых клеток удалено за 24–48 часов; блокатор S1P2 нарушал удаление |
| Срезы лёгкого мыши (ex vivo) | Заражение штаммом RVA1B, который способен заражать мышей | Через 24 часа — массовое выталкивание в эпителии бронхиол |
| Линия BEAS-2B | Клетки бронхиального эпителия, широко используемые в исследованиях риновирусов; полноценных плотных контактов не образуют | Выталкивания нет, вирус накапливается |
В срезах лёгкого мыши выталкивание было настолько массовым, что эпителиальный пласт местами отслаивался. Авторы связывают это с более высокой фактической дозой вируса, которую в ткани трудно рассчитать [1].
Первые сутки после заражения: хронология
Выталкивание заражённых клеток видно уже через 2 часа после заражения. В этот момент вирусный белок располагался по краю клетки — по-видимому, вирус только прикрепился к ней. Дальше заражённых клеток в пласте становилось всё меньше: около 25 % через 2 часа и меньше 5 % через 24 часа. Через 8 часов количество вирусной РНК в вытолкнутых клетках и в оставшемся пласте сравнялось — к этому моменту была удалена примерно половина вируса. По мере того как выталкиваний становилось больше, доля заражённых клеток снижалась [1].
| Время после заражения | Что происходит |
|---|---|
| Сразу после часового контакта с вирусом | Около 45 выталкиваний на 1000 клеток; вирус ещё на мембране клетки |
| 2 часа | Около 5 выталкиваний на 1000 клеток; заражено около 25 % клеток пласта |
| 0–8 часов | Первая волна: выталкиваются в основном живые клетки |
| 8 часов | Вирусной РНК поровну в вытолкнутых и оставшихся клетках — удалено около половины вируса |
| 8–20 часов | Вторая волна: выталкиваются клетки, в которых вирус размножился и запустил апоптоз |
| 24 часа | Заражённых клеток в пласте меньше 5 % |
| 24–48 часов (первичные культуры) | Большинство заражённых клеток удалено |
В первичных культурах эпителия от доноров — модели, наиболее близкой к настоящей слизистой, — большинство заражённых клеток удалялось за 24–48 часов. Заражались и выталкивались в основном реснитчатые клетки, бокаловидные — изредка; авторы оговаривают, что это может отражать просто преобладание реснитчатых клеток в культуре. Вытолкнутые клетки оставались живыми: в смыве с поверхности культуры было видно, как у них бьются реснички [1].
Это согласуется с давним наблюдением: при риновирусной простуде у людей с поверхности слизистой слущиваются заражённые реснитчатые клетки [3]. Какие сигналы запускают это слущивание, до новой работы установлено не было [1].
Две волны выталкивания
Если считать выталкивания каждые 2 часа, за сутки видны два пика. Авторы окрасили клетки на активную каспазу-3 — фермент, который включается при апоптозе, программируемой гибели клетки. Оказалось, что в первые 8 часов выталкиваются в основном живые клетки, а в следующие 12 часов — в основном гибнущие. Этим, по-видимому, и объясняются два пика [1].
Первая волна: механическая, ещё до входа вируса
Первую волну ослабляли блокаторы каналов, чувствительных к растяжению: гадолиний и GsMTx4 — пептид из яда тарантула, подавляющий каналы TRPC1, TRPC6 и Piezo1. Выталкиваний в первые 8 часов становилось меньше, и к 24 часам в пласте оставалось больше заражённых клеток, хотя эффект был слабее, чем у блокатора S1P2 [1]. Значит, первая волна механическая — как обычное выталкивание лишних клеток в тесноте.
Отдельный вопрос — когда эта волна начинается. Сразу после того, как вирус час контактировал с клетками и несвязавшиеся частицы смыли, выталкиваний было около 45 на 1000 клеток против примерно 5 через 2 часа, и вирус в выталкиваемых клетках ещё находился на их мембране. Блокатор эндоцитоза, зависящего от белка динамина, — одного из путей, которыми клетка втягивает вирус внутрь, — не повлиял ни на частоту выталкиваний, ни на удаление вируса [1]. Эпителий начинает избавляться от клетки ещё до того, как вирус полностью в неё вошёл.
Вторая волна: апоптоз после размножения вируса
Риновирус обычно начинает размножаться примерно через 8 часов после заражения — как раз тогда, когда начинается вторая волна. Её подавлял z-VAD-FMK, блокатор каспаз: с 8-го часа выталкиваний становилось заметно меньше, а первая волна оставалась прежней. Вторая волна — это выталкивание клеток, в которых вирус уже размножился и запустил апоптоз [1].
Ремдесивир и вторая волна
Чтобы проверить связь второй волны с размножением вируса, авторы использовали ремдесивир — противовирусный препарат, который блокирует копирование РНК у многих вирусов, в том числе у риновируса и коронавирусов. Первые 8 часов выталкивание шло как обычно, затем заметно ослабевало, и апоптоза становилось меньше. В итоге к 24 часам пласт хуже очищался от вируса, чем без препарата [1].
Авторы предполагают, что этим может объясняться, почему ремдесивир работает хуже ожидаемого. Это гипотеза: само наблюдение сделано только на клетках, и выводов о лечении из него не следует.
Что блокировали и что получили
| Вещество | На что действует | Что произошло |
|---|---|---|
| JTE-013 | Рецептор S1P2 — общий сигнал выталкивания | Выталкиваний — как в незаражённом пласте; удаление вируса нарушено (линия и первичные культуры) |
| Гадолиний, GsMTx4 | Каналы, чувствительные к растяжению | Первая волна слабее, к 24 часам заражённых клеток больше |
| z-VAD-FMK | Каспазы — ферменты апоптоза | Вторая волна слабее, первая без изменений |
| Ремдесивир | Копирование вирусной РНК | Вторая волна слабее, к 24 часам вирус удалён хуже |
| Dynole 34-2 | Эндоцитоз, зависящий от динамина | Выталкивание и удаление вируса без изменений |
Без плотных контактов защита не работает
Почему вирусологи не замечали этот механизм раньше? Авторы проверили линию BEAS-2B — одну из самых популярных в исследованиях риновирусов. Она происходит из бронхиального эпителия, но ведёт себя скорее как мезенхимные клетки и не образует полноценных плотных и адгезионных контактов (их маркеры — белки ZO-1 и E-кадгерин). Такие клетки выталкивать не могли, и вирус в них со временем накапливался [1].
Затем авторы разрушили контакты в нормальном пласте 16HBE14o− двумя способами: вырастили клетки в среде без кальция или добавили EGTA — вещество, связывающее кальций. В обоих случаях пласт терял организацию, выталкивание переставало очищать его от вируса, и к 24 часам вирус накапливался так же, как в BEAS-2B [1].
Вывод авторов: защита работает только в пласте с целыми межклеточными контактами, а большинство исследований ведётся на клеточных линиях, которые зрелых контактов не образуют. Поэтому вирусология сосредоточилась на иммунных реакциях крови и недооценивала собственный вклад эпителия. Что в живом организме ослабляет межклеточные контакты слизистой и сказывается ли это на выталкивании заражённых клеток, работа не изучала.
Обратная сторона: вытолкнутые клетки заразны
Вытолкнутая клетка уходит из пласта, но вирус в ней остаётся. Авторы собрали вытолкнутые клетки через 16 часов после заражения, отмыли и добавили к свежим, ещё не заражённым культурам. Те заражались уже через 6 часов. В культурах BEAS-2B и HeLa-H1 заражение нарастало, и к 24 часам было заражено большинство клеток, а пласт 16HBE14o− снова справился с инфекцией выталкиванием [1].
В BEAS-2B от вытолкнутых клеток заразились почти 100 % клеток, а от очищенного вируса — около 20 %. Напрямую эти цифры сравнивать нельзя, оговаривают авторы: дозы вируса в двух опытах несопоставимы, и неизвестно, заразнее ли вытолкнутая клетка сама по себе. Установлено другое — она остаётся заразной [1].
Получается палка о двух концах: выталкивание очищает пласт и одновременно выпускает наружу клетки, нагруженные вирусом. Авторы считают это физиологически правдоподобным путём распространения вируса.
Пласт 16HBE14o−, уже справившийся с инфекцией, при этом, по-видимому, не заражался повторно от вытолкнутых клеток, плававших в его же среде. Авторы видят в этом возможную «обученную» врождённую реакцию эпителия: без неё непрерывное повторное заражение и выталкивание быстро разрушили бы пласт. Это предположение, его ещё предстоит проверить [1].
Как это соотносится с холодом и закаливанием
Влияние температуры на выталкивание заражённых клеток в работе не изучали, поэтому о связи холода и простуды она ничего не говорит. На сайте эта тема разобрана в других материалах:
- в самом крупном рандомизированном исследовании холодного душа — 3018 взрослых, 30 дней — участники с холодным ополаскиванием болели так же часто, как контрольная группа, но на 29 % меньше дней отсутствовали на работе по болезни [4]; подробности — в статье «Холодный душ и моржевание: что говорит наука»;
- что происходит на холоде с сосудами, гормонами и уровнем глюкозы — в статье «Что происходит с организмом на холоде»;
- как холод и перераспределение кровотока связывают с местной защитой слизистых и зачем организму лихорадка — в статье «Как укрепить иммунитет: физиология и два упражнения».
Из работы Fore с соавторами для читателя следует одно: судя по лабораторным данным, первая линия защиты от простуды — сама слизистая, в первые часы после встречи с вирусом, и эта защита зависит от целости эпителиального пласта. Как поддерживать эту целость и можно ли влиять на выталкивание заражённых клеток, исследование не отвечает.
Что доказано, а что нет
| Утверждение | Статус |
|---|---|
| Эпителий бронхов выталкивает клетки, заражённые риновирусом, и так очищается от вируса | Показано в культурах клеток человека и в срезах лёгкого мыши |
| Выталкивание идёт двумя волнами — механической и апоптотической | Показано на клеточной линии с помощью блокаторов |
| Механизм требует целых межклеточных контактов | Показано в культурах: без контактов вирус накапливается |
| Так же происходит в носу и бронхах живого человека | Не проверяли; слущивание заражённых клеток при простуде описано раньше [3], но его механизм у людей не изучен |
| Механизм работает против всех респираторных вирусов | Неизвестно; для вируса парагриппа слущивания клеток не находили [5] |
| Это способ лечить или предотвращать простуду | Нет: никаких способов лечения или профилактики работа не проверяла |
| Ремдесивир работает хуже ожидаемого из-за подавления второй волны | Гипотеза авторов, основанная на опытах с клетками |
| Эпителий, справившийся с инфекцией, «обучается» и не заражается повторно | Предположение, требует проверки |
Частые вопросы
За сколько слизистая избавляется от вируса простуды?
В культурах клеток бронхиального эпителия к 8 часам после заражения удалялась примерно половина вируса, а доля заражённых клеток падала примерно с 25 % через 2 часа до менее 5 % через сутки. В первичных культурах эпителия от доноров большинство заражённых клеток уходило за 24–48 часов. У живых людей эти сроки не измеряли, и со сроками болезни их напрямую сравнивать нельзя.
Что такое выталкивание клеток эпителия?
Обычный способ, которым эпителий поддерживает порядок: лишние, повреждённые и умирающие клетки соседи выдавливают на поверхность пласта, стягивая вокруг них кольцо из актина и миозина. Сигнал к этому — липид сфингозин-1-фосфат и его рецептор S1P2. Механизм древний: его находят у трихоплакса, губок и актиний.
Заразны ли клетки, которые вытолкнула слизистая?
Да. В эксперименте вытолкнутые клетки заражали свежие культуры уже через 6 часов, а в культуре BEAS-2B через сутки были заражены почти все клетки. Поэтому авторы называют механизм палкой о двух концах: он очищает пласт и одновременно может помогать вирусу распространяться.
Почему защита слизистой зависит от межклеточных контактов?
Вытолкнуть клетку могут только соседи, плотно связанные с ней контактами. В линии BEAS-2B, которая полноценных плотных контактов не образует, и в нормальном пласте, где контакты разрушили удалением кальция или веществом EGTA, вирус не удалялся, а накапливался.
Правда ли, что противовирусный препарат может мешать слизистой бороться с вирусом?
В этой работе ремдесивир, подавляя размножение вируса, подавлял и вторую волну выталкивания, и к 24 часам пласт хуже очищался от вируса. Авторы предполагают, что это может объяснять, почему препарат работает хуже ожидаемого, но это гипотеза, основанная на опытах с клетками. Решения о лечении принимает врач.
Работает ли такая защита против гриппа и других вирусов?
Это неизвестно: исследование проверяло только риновирусы. Авторы оговаривают, что механизм может срабатывать не на все вирусы: в электронно-микроскопическом исследовании слизистой, заражённой вирусом парагриппа, слущивания клеток не находили.
Помогает ли закаливание слизистой бороться с простудой?
Это исследование на вопрос не отвечает: влияние холода, закаливания или каких-либо практик на выталкивание заражённых клеток в нём не изучали. В крупном исследовании холодного душа участники болели так же часто, как контрольная группа, но меньше дней пропускали работу по болезни.
Литература
- Fore F., Bagley D. C., Martinez-Nunez R. T., Aniscenko J., Johnston S., Rosenblatt J. Airway epithelia clear rhinovirus infection via two waves of cell extrusion // Science Advances. — 2026. — Vol. 12, № 39. — eaef2562. doi:10.1126/sciadv.aef2562
- Eisenhoffer G. T., Loftus P. D., Yoshigi M., Otsuna H., Chien C.-B., Morcos P. A., Rosenblatt J. Crowding induces live cell extrusion to maintain homeostatic cell numbers in epithelia // Nature. — 2012. — Vol. 484. — P. 546–549.
- Turner R. B., Hendley J. O., Gwaltney J. M. Shedding of infected ciliated epithelial cells in rhinovirus colds // Journal of Infectious Diseases. — 1982. — Vol. 145. — P. 849–853.
- Buijze G. A., Sierevelt I. N., van der Heijden B. C. J. M., Dijkgraaf M. G., Frings-Dresen M. H. W. The Effect of Cold Showering on Health and Work: A Randomized Controlled Trial // PLoS ONE. — 2016. — Vol. 11, № 9. — e0161749.
- Reed S. E., Boyde A. Organ cultures of respiratory epithelium infected with rhinovirus or parainfluenza virus studied in a scanning electron microscope // Infection and Immunity. — 1972. — Vol. 6. — P. 68–76.
