Новое исследование рисует наиболее подробную картину инфекции SARS-CoV-2 в легких
Новое исследование рисует наиболее подробную картину инфекции SARS-CoV-2 в легких, выявляя механизмы, которые приводят к летальному исходу COVID-19, и может объяснить долгосрочные осложнения и показать, чем COVID-19 отличается от других инфекционных заболеваний. Исследование проводилось командами Колледжа врачей и хирургов Вагелоса Колумбийского университета и Онкологического центра Герберта Ирвинга. Исследователи недавно обнаружили, что COVID-19, по-видимому, вызывает пагубную тройку неконтролируемого воспаления, а также разрушительные и деструктивные силы, нарушающие регенерацию клеток легких, включая газообмен и ускоренное рубцевание легких.
В этом исследовании исследователи из Нью-Йорка изучили легкие 19 человек, умерших из-за инфекции SARS-CoV-2, вируса, стоящего за COVID-19. Исследователи считают, что результаты исследования дают твердое представление о том, почему у выживших после тяжелой формы COVID могут возникать долгосрочные респираторные осложнения из-за рубцевания легких.
«Это разрушительное заболевание, но картина, которую мы получаем о легком COVID-19, - это первый шаг к выявлению потенциальных целей и методов лечения, которые нарушают некоторые порочные цепи болезни. В частности, нацеливание на клетки, ответственные за фиброз легких на раннем этапе, могло бы предотвратить или облегчить долгосрочные осложнения у выживших после тяжелой COVID-19 », - говорит Бенджамин Изар, доктор медицинских наук, доцент медицины, возглавлявший группу из более чем 40 человек. следователи должны завершить за несколько месяцев серию анализов, на которые обычно уходят годы.
Это исследование и сопутствующий документ, подготовленный учеными из Гарварда / Массачусетского технологического института, в котором также участвовали исследователи из Колумбийского университета, были опубликованы в журнале Nature 29 апреля.
Исследование создает атлас клеток в легких с COVID
Новое исследование отличается от других исследований тем, что оно непосредственно исследует ткань легких (а не мокроту или смывы бронхов) с использованием молекулярного профилирования отдельных клеток, которое может идентифицировать каждую клетку в образце ткани и регистрировать активность каждой клетки, в результате чего создается атлас клеток. в легких COVID.
«В нормальном легком будет много тех же клеток, что и при COVID, но в разных пропорциях и в разных состояниях активации», - говорит Изар. «Чтобы понять, чем COVID-19 отличается от контрольных легких и других форм инфекционных пневмоний, нам нужно было изучить тысячи клеток, одну за другой».
Команда Изара исследовала легкие 19 человек, умерших от COVID-19 и прошедших быстрое вскрытие (в течение нескольких часов после смерти) - во время которого легкие и другие ткани были собраны и немедленно заморожены - а также легкие пациентов, не инфицированных COVID-19. В сотрудничестве с исследователями из Корнельского университета исследователи также сравнили свои результаты с легкими пациентов с другими респираторными заболеваниями.
Лекарства, нацеленные на IL-1beta, могут уменьшить воспаление
Исследование показало, что по сравнению с нормальными легкими легкие пациентов с COVID были заполнены иммунными клетками, называемыми макрофагами. Обычно во время инфекции эти клетки поглощают болезнетворные микроорганизмы, но также регулируют интенсивность воспаления, что также помогает в борьбе.
«При COVID-19 мы видим рост и неконтролируемую активацию макрофагов, включая альвеолярные макрофаги и макрофаги, происходящие из моноцитов», - говорит Изар. «Они полностью разбалансированы и позволяют воспалению бесконтрольно усиливаться. Это приводит к порочному кругу, когда большее количество иммунных клеток вызывает еще большее воспаление, которое в конечном итоге повреждает ткань легких ».
В частности, один воспалительный цитокин, IL-1beta, продуцируется этими макрофагами с высокой скоростью. «В отличие от других цитокинов, таких как IL-6, который, по-видимому, повсеместно распространен при различных пневмониях, продукция IL-1beta в макрофагах более выражена при COVID-19 по сравнению с другими вирусными или бактериальными инфекциями легких», - говорит Изар. «Это важно, потому что существуют лекарства, которые ослабляют действие IL-1beta». Некоторые из этих препаратов уже проходят клинические испытания на пациентах с COVID.
Тяжелый COVID также предотвращает восстановление легких
При типичной инфекции вирус повреждает клетки легких, иммунная система удаляет патоген и мусор, а легкое восстанавливается.
Но новое исследование COVID показало, что вирус SARS-CoV-2 не только разрушает альвеолярные эпителиальные клетки, важные для газообмена, но и вызванное этим воспаление снижает способность оставшихся клеток регенерировать поврежденное легкое. Хотя легкое все еще содержит клетки, которые могут выполнять ремонт, воспаление навсегда удерживает эти клетки в промежуточном клеточном состоянии и делает их неспособными завершить последние этапы дифференцировки, необходимые для замещения зрелого эпителия легких.
Предотвращение ускоренного фиброза
Исследователи также обнаружили большое количество специфических клеток фибробластов, называемых патологическими фибробластами, которые создают быстрое рубцевание в легких COVID-19. Когда клетки фибробластов заполняют легкое рубцовой тканью, этот процесс называется фиброзом, в легких остается меньше места для клеток, участвующих в газообмене, и они необратимо повреждаются.
Учитывая важность патологических фибробластов в заболевании, команда Изара тщательно проанализировала клетки, чтобы выявить потенциальные мишени для лекарств. Алгоритм под названием VIPER, разработанный ранее доктором Андреа Калифано, заведующим кафедрой системной биологии Колледжа врачей и хирургов Вагелоса Колумбийского университета, идентифицировал несколько молекул в клетках, которые играют важную роль и могут быть нацелены на существующие лекарства. «Этот анализ предсказал, что ингибирование передачи сигналов STAT может смягчить некоторые вредные эффекты, вызываемые патологическими фибробластами», - говорит Изар.
«Мы надеемся, что, ...
Продолжение: https://www.facebook.com/veniamin.zaycev/posts/4807626215938766