Исследователи из РУДН в составе международной научной группы выяснили, что некорректная реакция иммунной системы на вирусную атаку может провоцировать возникновение и развитие фиброза, что в итоге ведёт к ухудшению работы органов и даже к летальному исходу. Подобное наблюдалось, например, у некоторых пациентов с пневмонией, вызванной COVID-19.
Полученные данные были представлены на международной академической школе, которая проходила в Институте митохондриальной биомедицины при Университете Цзяотун в Сиане (КНР). Фиброз является общей защитной реакцией организма, направленной на изоляцию воспалённого участка от окружающих тканей и системного кровотока.
Вместе с тем замещение тканей фиброзом приводит к постепенной потере органом его уникальных функций, а при значительном разрастании — к полной утрате способности выполнять свои задачи, пояснили специалисты РУДН. В здоровом организме роль иммунных «сторожевых клеток» на границе с внешней средой выполняют тучные клетки.
Наибольшее количество этих клеток, относящихся к врождённому и адаптивному иммунитету, сосредоточено в коже, лёгких и органах желудочно-кишечного тракта. Основная функция тучных клеток — контролировать состояние окружающих клеток и внеклеточного матрикса в тканях.
Именно благодаря тучным клеткам сдерживается распрстранение инфекций, в том числе вирусных. «При нормальных условиях тучные клетки выделяют дозировано и в малых количествах более 70 биологически активных веществ, обеспечивая сбалансированное регулирование работы окружающих тканей.
Каждое из этих веществ выделяется в строго определённое время, в нужном месте и с необходимой интенсивностью. Тем не менее, в некоторых ситуациях, например, при аллергии, тучная клетка может выделить практически весь свой арсенал за считанные минуты», — пояснил руководитель исследования, директор научно-образовательного ресурса по инновационным технологиям иммунофенотипирования и пространственного анализа РУДН Дмитрий Атякшин.
По словам учёного, тучные клетки способны дать некорректный ответ на инфекцию, значительно обостряя воспалительный процесс. К примеру, при COVID-19 их избирательное накопление в лёгких способствовало синхронизации работы других клеток, что приводило к локальному цитокиновому шторму и его дальнейшему распространению на соседние участки органа.
«Мы применили современные методы выявления молекулярных мишеней в тканевом микроокружении, которые позволили визуализировать сложную сеть взаимодействия тучных клеток с соседними клетками и внеклеточным матриксом. Для анализа данных использовались алгоритмы биоинформатики с привлечением искусственного интеллекта. Это дало возможность открыть и подтвердить ранее неизвестные пространственные особенности и механизмы формирования фиброза, связанные с активностью тучных клеток», — рассказал Атякшин.
Учёные выявили, что в лёгких, пострадавших от COVID-19, тучные клетки запускали формирование специальных тканевых ниш, структура которых упорядочивала расположение клеток так, чтобы создвать благоприятные условия для быстрого синтеза волокон и внеклеточного вещества. Кроме того, сами тучные клетки принимали участие в формировании коллагеновых волокон, значительно усиливая развитие фиброза.
«Наше фундаментальное исследование имеет прямое отношение к клинической практике: если блокировать активацию тучных клеток во время лечения воспаления лёгких, можно снизить вероятность возникновения фиброза после различных инфекций, включая COVID-19, что поможет продлить жизнь и улучшить её качество», — отметил Атякшин. По его мнению, такая задача решаема посредством создания специализированных блокаторов активности тучных клеток или использования препаратов, которые неспецифически подавляют процессы дегрануляции этих иммунных «стражей».