Исследователи из РУДН в составе международной научной группы установили, что некорректная реакция иммунной системы на вирусные инфекции может привести к развитию фиброза, что, в свою очередь, вызывает нарушения работы органов, вплоть до летального исхода. Подобное наблюдалось, например, у некоторых пациентов с пневмонией, вызванной коронавирусом COVID-19.
Полученные данные были представлены на международной академической школе в Институте митохондриальной биомедицины при Университете Цзяотун в городе Сиань (КНР). Фиброз — это универсальная защитная реакция организма, направленная на отделение зоны воспаления от соседних тканей и общесистемного кровотока.
Однако замещение тканей фиброзными структурами постепенно снижает специализированные функции органа, а при значительном распространении может привести к полной утрате его функциональности, отметили специалисты РУДН. В нормальном состоянии в организме иммунную защиту на границе с внешней средой обеспечивают тучные клетки.
Максимальная концентрация этих клеток, относящихся к врожденному и адаптивному иммунитету, наблюдается в коже, легких и желудочно-кишечном тракте. Их основная задача — наблюдение за состоянием окружающих клеток и межклеточного вещества.
Тучные клетки участвуют в ограничении распространения инфекций, включая вирусные. По словам Дмитрия Атякшина, руководителя исследования и директора научно-образовательного ресурсного центра РУДН «Инновационные технологии иммунофенотипирования, цифрового пространственного профилирования и ультраструктурного анализа», в норме тучные клетки выделяют дозированно более 70 биологически активных веществ, что обеспечивает сбалансированное регулирование тканей вокруг.
Каждое из этих веществ выделяется вовремя, в нужном месте и в определённом количестве. Однако в некоторых ситуациях, таких как аллергия, тучные клетки могут за считанные минуты выбросить практически весь комплекс своих активных компонентов», — рассказал ученый.
По его словам, тучные клетки способны неправильно реагировать на инфекции, значительно усиливая воспалительные процессы. Так, при COVID-19 их избирательное скопление в лёгких способствовало координации активности других клеток и созданию локального цитокинового шторма, который может распространяться на соседние участки органа.
«Мы применили современные методы обнаружения целевых зон тканевого микроокружения, которые позволяют визуализировать сложные взаимодействия тучных клеток с соседними клетками и внеклеточным матриксом. Также были разработаны алгоритмы биоинформатического анализа с использованием искусственного интеллекта, что позволило выявить и подтвердить новые пространственные характеристики и механизмы формирования фиброза, обусловленные поведением тучных клеток», — пояснил Атякшин.
Учёные выявили, что в легких пациентов с COVID-19 тучные клетки запускали образование специфических тканевых ниш, где строго упорядоченное расположение клеток создавало условия для быстрого формирования волокон и межклеточного вещества. Кроме того, тучные клетки сами принимали участие в формировании коллагеновых волокон, что значительно усиливало проявления фиброза.
«Наше фундаментальное открытие имеет прямое клиническое значение: если во время лечения воспалений легких блокировать активацию тучных клеток, можно существенно снизить риск развития фиброза после разных инфекций, включая COVID-19, что позволит продлить жизнь пациентов и улучшить её качество», — отметил Атякшин. По его мнению, это может быть достигнуто созданием специализированных препаратов, подавляющих активацию тучных клеток, либо использованием средств, которые неспецифично тормозят их дегрануляцию — ключевой процесс «стражей» иммунитета.