הפרת הומיאוסטזיס של נויטרופילים מקושרת לשינויים תפקודיים במיטוכונדריה של חולי COVID−19 במצב קריטי

מדוע זה חשוב לחולי COVID-19

כמעט לכולם היום ברור ש‑COVID‑19 הוא לא רק זיהום ריאתי, אך הדרך שבה הווירוס מפנה את מנגנוני ההגנה של הגוף נגדו עדיין מתבררת. המחקר הזה בוחן בקירוב נויטרופילים, סוג שכיח של תאי דם לבנים, בחולים עם COVID‑19 מסכן חיים ביחידות טיפול נמרץ. באמצעות בחינה של האופן שבו תאים אלה חיים, מתים ומשתמשים ב”תחנות הכוח” הפנימיות שלהם (מיטוכונדריות), החוקרים חושפים דפוס של נויטרופילים עקשנים ופעילים מדי שעשוי להסביר דלקת מתמשכת, נזק דימומי ופגיעה באיברים במחלה קשה.

תאי קו ראשון שאינם נרגעים

נויטרופילים הם בין המגיבים הראשונים של הגוף לזיהום: הם נושרים למחזור הדם, חודרים לרקמות ומשחררים מולקולות רעילות כדי להרוג מיקרובים פולשים. בדרך כלל, לאחר שמילאו את תפקידם, הם מתפרקים בצורה מסודרת ומוסרים, מה שמונע מהם לפגוע ברקמה בריאה. בחולי COVID‑19 במצב קריטי, הצוות מצא תמונה שונה מאוד. לעומת מתנדבים בריאים, בחולים אלה נרשם גל של נויטרופילים במחזור הדם וחשוב מכך — רבים מהם היו תאים לא בוגרים שיצאו במהירות ממח העצם. בעת ובעונה אחת, מספר בדיקות הראו שפחות נויטרופילים עוברים את תהליך המוות המתוכנן שלהם, מה שמרמז שתאים אלה, האגרסיביים, שוהים זמן רב יותר ממה שהיו נדרשים.

אותות גנטיים עדינים אבל דפוס הישרדות ברור

החוקרים גם בחנו מולקולות רגולטוריות זעירות שנקראות microRNA בנויטרופילים של שורדי טיפול נמרץ ושל לא‑שרודים. חלק מהמולקולות הללו השתנו באופן שמבחינה מדעית מרמז על הפרעה במסלולים השולטים במוות תאי ובאיזון סידן. עם זאת, כאשר מדדו סמנים ישירים של מוות תאי, הם לא ראו הבדלים משמעותיים בין שורדים ללא‑שורדים — שתי הקבוצות הראו ירידה דומה בהתאבדות עצמית של נויטרופילים בהשוואה לבריאים. משמעות הדבר היא שמבני ה‑microRNA הם יותר כנקודות התחלה למחקר עתידי מאשר כסמנים בטוחים של תוצאה, והם מדגישים כי הכשל הכולל של נויטרופילים לכבות את פעילותם הוא מאפיין משותף של COVID‑19 חמור.

שינויים בסידן ו”תחנות כוח” טעונות יתר על המידה

כדי להבין מדוע נויטרופילים לא מתו בזמן המצופה, הצוות התמקד בשני מערכות מקושרות בתוך התאים: אותות סידן ומיטוכונדריות. יוני סידן פועלים כמפסקים זעירים עבור החלטות תאים רבות, כולל זמן המוות המתוכנת. החוקרים מצאו שנויטרופילים מחולי COVID‑19 קשה הכילו פחות סידן חופשי בתוך התא, יחד עם רמות נמוכות יותר של חלבונים מרכזיים שבדרך כלל מסייעים להעביר סידן אל המיטוכונדריה ולפתוח שסתום בטיחות שיכול לגרום למוות תאי. בו בזמן, המיטוכונדריות עצמן היו באופן חריג "טעונות" — עם גרדיאנט חשמלי גבוה יותר על פני הממברנות שלהן וצריכת חמצן מוגברת, במיוחד דרך אחד המסלולים הנשימתיים העיקריים. במקום להיכנס לכיבוי, המיטוכונדריות הפעילות יתר ייצרו יותר מולקולות חמצן תגובתיות, שניתן להן פוטנציאל לגרום נזק לרקמות ולדלקת.

מיטוכונדריות מותשות ומתפרקות

תמונות במיקרוסקופ אלקטרוני וצבעים פלואורסצנטיים סיפקו מבט קרוב על צורתן והתנהגותן של המיטוכונדריות האלה. בנויטרופילים מהחולים החמורים ביותר, המיטוכונדריות היו רבות יותר אך קטנות ומפורצות יותר — מאפיינים שלעתים מצביעים על לחץ. תאים אלה גם הציגו רמות גבוהות יותר של סוגי חמצן תגובתיים ממיטוכונדריה, ללא קשר לשאלה אם המטופל שרד לבסוף. יחד עם שינויי איפוק הסידן והמוות המאוחר של התאים, השינויים האלה מציירים תמונה של נויטרופילים שהחליפו את אסטרטגיית האנרגיה שלהם: במקום להסתמך בעיקר על פירוק סוכר פשוט, הם נשענים יותר על מטבוליזם מיטוכונדריאלי, במיוחד בתאים לא בוגרים. שינוי זה עשוי לשפר את יכולתם להגר, להתמיד ולשחרר מולקולות מזיקות בריאות ובאיברים אחרים, אף על פי שהמחקר אינו יכול להוכיח שהם הסיבה הישירה לתוצאות גרועות יותר.

מה זה עשוי לומר על טיפול עתידי

בשפת היום‑יום, המחקר מציע שב‑COVID‑19 קריטי, הנויטרופילים הופכים רבים מדי, צעירים מדי וקשים מדי לכבות. אותות הסידן הפנימיים שלהם והמיטוכונדריות מוסתים מחדש באופן ששומר אותם בחיים ובמצב פעילות גבוה, עם שחרורים של חומרים חמצניים מזיקים. למרות שהעבודה תצפיתית ואינה מראה סיבה ותוצאה, היא מדגישה כמה "כפתורי שליטה" פוטנציאליים בתאים אלה — כמו ויסותני סידן וצמתים במיטוכונדריה — שעשויים יום אחד להיות מיועדים כדי לדחוף בעדינות את הנויטרופילים חזרה להתנהגות נורמלית. אם מחקרים עתידיים יאשרו רעיונות אלה, טיפולים שמשחזרים כיבוי תקין של נויטרופילים או מרגיעים את מיטוכונדריותיהם הטעונות יתר עשויים לעזור להפחית את הנזק הצדדי שתאים מרכזיים אלה גורמים במהלך COVID‑19 קשה ואולי גם במחלות קריטיות אחרות.

ציטוט: Elkhodiry, A.A., Yasseen, B.A., El-sayed, H. et al. Disruption of neutrophil homeostasis is associated with functional alterations in mitochondria of critically ill COVID−19 patients. Sci Rep 16, 7838 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38741-y

מילות מפתח: COVID-19, נויטרופילים, מיטוכונדריה, דלקת, מחלה קריטית