Ученые открыли новый механизм, связанный с тяжелым течением COVID-19

Прочитано: 75 раз(а)


Исследователи из Университета Сан-Паулу (USP) в Бразилии обнаружили, что тяжелая форма COVID-19 связана с дисбалансом в важном сигнальном пути иммунной системы. Открытие помогает объяснить на молекулярном уровне, почему у некоторых людей, инфицированных SARS-CoV-2, развивается потенциально фатальное системное воспаление. Это также открывает путь к разработке более специфических методов лечения.

Исследование опубликовано в Frontiers in Immunology.

Исследователи обнаружили дисрегуляцию иммунной системы, опосредованную АТФ ( аденозинтрифосфатом ), одним из основных источников энергии для клеточных процессов . У пациентов с тяжелой формой COVID-19 был более высокий уровень АТФ в крови и более низкий уровень аденозина, который должен увеличиваться, когда АТФ метаболизируется для производства энергии.

«Иммунная система включает в себя несколько сигнальных путей, которые обеспечивают оповещение в ответ на вторжение патогена, например. Один включает АТФ, который запускает высвобождение воспалительных веществ в защитных клетках для атаки захватчика. Иммунная система также имеет механизмы контроля, чтобы избежать чрезмерное воспаление, но когда возникает эта ошибка в АТФ [метаболизме], это приводит к огромному дисбалансу и системным дисфункциям в иммунном ответе », — сказала Мария Нотоми Сато, профессор Медицинской школы USP и последний автор статьи.

Согласно статье, увеличение неметаболизированного АТФ вызывает провоспалительное состояние и вызывает потенциально фатальное системное воспаление, известное как цитокиновый шторм. «Исследование указало на дисбаланс в сигнальной системе и дисфункцию регуляции этих компонентов, как на еще один фактор на системном уровне, который поражает органы пациентов с тяжелой формой COVID-19», — сказал Сато.

АТФ постоянно вырабатывается клетками и расщепляется во внеклеточной среде ферментами, называемыми эктонуклеотидазами.

«АТФ превращается в сигнал опасности, когда выходит из клеток в больших количествах. Когда это происходит? Когда активируется усиленный воспалительный ответ, когда клетки сильно повреждены или когда происходит какое-либо другое серьезное повреждение. В ответ АТФ запускает воспалительный процесс, который вовлекает другие клетки в цепную реакцию», — сказала Анна Джулия Пьетробон, первый автор статьи. Она доктор философии. кандидат в Институте вирусологии Университетской клиники Шарите в Берлине, Германия.

Изменение метаболизма АТФ в аденозин

В ходе исследования исследователи измерили уровни АТФ и аденозина в образцах крови 88 пациентов с тяжелой формой COVID-19, собранных в 2020–2021 годах. Ни один из заболевших не был вакцинирован.

«Мы обнаружили, что эктонуклеотидазы клеточной поверхности, которые расщепляют АТФ, менее выражены в клетках как пациентов с легкой, так и тяжелой формой COVID-19, но особенно последних. Фактически, мы пришли к выводу, что чем выше уровень АТФ, тем тяжелее заболевание». — сказал Пьетробон.

Исследователи также исследовали возможные изменения в клетках иммунной системы.

«Мы обнаружили, что некоторые иммунные клетки, особенно В-лимфоциты, экспрессируют меньше CD39 и CD73, ферментов, расщепляющих АТФ. Уровни лимфоцитов обычно имеют тенденцию быть низкими у пациентов с COVID-19, но в нашем исследовании не только уровни В-клеток в крови у тяжелых пациентов были низкими, но эти клетки также экспрессировали меньшее количество обоих ферментов, что способствовало меньшему [метаболизму] АТФ и, следовательно, меньшему производству аденозина, противовоспалительного компонента, который пытался бы регулировать этот ответ», — сказал Пьетробон.

Учитывая это открытие, исследователи решили изолировать В-клетки, присутствующие в образцах крови, и обеспечить их АТФ. «Мы провели эксперимент in vivo, в котором мы вводили АТФ клеткам как пациентов с COVID-19, так и здоровых людей. В-клетки пациентов производили меньше аденозина, чем клетки здоровых людей, возможно, потому, что они экспрессировали меньше CD39 и CD73», — сказала она. сказал.

Следует отметить, что исследователи еще не знают, является ли изменение метаболизма АТФ причиной обострения воспалительной реакции на SARS-CoV-2. Они планируют исследовать это в будущих проектах.

Системная реакция

Исследование, проведенное в Центре исследований воспалительных заболеваний (CRID), уже выявило связь между тяжелым течением COVID-19 и активацией инфламмасом, которая у этих пациентов усугубляется и не прекращается после излечения инфекции.

Инфламмасома представляет собой белковый комплекс внутри защитных клеток. Когда этот клеточный механизм активируется, вырабатываются провоспалительные молекулы, известные как цитокины, чтобы предупредить иммунную систему о том, что в очаг инфекции необходимо отправить больше защитных клеток.

По мнению исследователей, проводивших исследование метаболизма АТФ, накопление АТФ в сочетании с низким уровнем аденозина у тяжелых пациентов может способствовать обострению опосредованного цитокинами воспалительного ответа.

«Воспалительный процесс, вызванный недостаточным распадом АТФ, возникает из-за декомпенсации этого пути, который функционирует как форма противовоспалительной регуляции. Однако, когда возникает эта ошибка в метаболизме АТФ-аденозин, накопление АТФ действует как сигнал. к другим путям воспаления в иммунной системе, кульминацией которых, например, является активация инфламмасом», — сказал Сато.

В этих случаях, когда регуляция иммунной системы дисфункциональна, чрезмерная воспалительная реакция напрямую связана с полиорганной недостаточностью и часто со смертью.

Ученые открыли новый механизм, связанный с тяжелым течением COVID-19



Новости партнеров