Учёные из РУДН, работающие в составе международной исследовательской группы, выяснили, что неправильная реакция иммунной системы на вирусное заражение может спровоцировать развитие фиброза, что в дальнейшем ведёт к нарушению функций органов и даже к смертельным последствиям. Подобное наблюдалось, в частности, у некоторых пациентов с пневмонией, вызванной COVID-19.
Данные результаты были представлены на международной академической школе, проходившей в Институте митохондриальной биомедицины при Сианьском университете Цзяотун (КНР). Фиброз является универсальной защитной реакцией организма, направленной на изоляцию воспалительного очага от окружающих тканей и системного кровотока.
Тем не менее, фиброзное замещение нормальной ткани ведёт к постепенной утрате специфических функций поражённого органа, а при значительном разрастании — к полной утрате его работоспособности, пояснили в РУДН. В здоровом состоянии роль иммунных «стражей» на границе организма с внешней средой выполняют тучные клетки.
Наибольшее количество этих клеток врождённого и адаптивного иммунитета сосредоточено в коже, лёгких и органах пищеварительного тракта. Основная функция тучных клеток — контроль состояния клеток и внеклеточного матрикса в тканях.
Так, тучные клетки принимают участие в локализации инфекции, в том числе вызванной вирусами. «В обычных условиях тучные клетки выделяют в малых дозах более 70 биологически активных веществ, что обеспечивает тонкую регуляцию их окружения.
Каждое из этих веществ высвобождается строго в нужный момент, месте и количестве. Однако при определённых состояниях, например, при аллергии, тучные клетки способны за считанные минуты выбросить почти весь свой запас», — рассказал руководитель проекта, директор научно-образовательного ресурсного центра «Инновационные технологии иммунофенотипирования, цифрового пространственного профилирования и ультраструктурного анализа» РУДН Дмитрий Атякшин.
По мнению учёного, тучные клетки иногда реагируют на инфекцию неадекватно, значительно усиливая воспалительный процесс. При COVID-19 избирательное скопление этих клеток в лёгких способствовало координированной работе других клеток для развития локального цитокинового шторма, который способен распространяться на соседние участки ткани.
«Мы применяли инновационные методики выявления мишеней в тканевом микроокружении, позволяющие визуализировать сложные взаимодействия тучных клеток с соседними клетками и внеклеточным матриксом. Также был разработан биоинформатический анализ с использованием искусственного интеллекта, что позволило открыть и подтвердить ранее неизвестные пространственные маркеры и механизмы, обуславливающие развитие фиброза под влиянием тучных клеток», — отметил Атякшин.
Исследователи обнаружили, что у пациентов с COVID-19 в лёгких благодаря тучным клеткам формируются тканевые ниши с особой структурой, где упорядоченное взаимное расположение клеток создаёт оптимальные условия для быстрого накопления волокон и внеклеточного вещества. Кроме того, тучные клетки активно участвуют в сборке коллагеновых волокон, усиливая проявления фиброза.
«Наше фундаментальное открытие тесно связано с клинической практикой: блокирование активации тучных клеток во время лечения воспалительных процессов в лёгких может снизить вероятность возникновения фиброза после различных инфекций, включая COVID-19, что позволит продлить жизнь и улучшить её качество», — заключил Атякшин. По его словам, такую задачу можно решить с помощью разработки специальных ингибиторов активации тучных клеток или использования препаратов, способных неспецифично подавлять дегрануляцию этих иммунных «стражей».