Исследователи РУДН в составе международной команды выяснили, что неправильная работа иммунной системы при атаке вирусов может привести к развитию фиброза и нарушению функций органов, что в ряде случаев заканчивается летальным исходом. Подобное наблюдалось, в частности, у некоторых пациентов с пневмонией, вызванной COVID-19.
Данные были представлены на международной академической школе в Институте митохондриальной биомедицины Сианьского университета Цзяотун (КНР). Фиброз — это универсальная защитная реакция организма, служащая для отделения очага воспаления от окружающих тканей и системного кровотока.
Однако замещение нормальной ткани фиброзной приводит к постепенной утрате органом его характерных функций, а при распространении процесса — к полной утрате способности выполнять свою роль, пояснили в РУДН. В здоровом организме первичную защиту на стыке с внешней средой обеспечивают тучные клетки.
Наибольшее количество этих клеток врожденного и адаптивного иммунитета сосредоточено в коже, легких и органах ЖКТ. Их функция — наблюдение за состоянием соседних клеток и межклеточного матрикса в тканях.
Таким образом, тучные клетки участвуют в ограничении распространения инфекций, в том числе вирусных. «В норме тучные клетки в строго контролируемых дозах выделяют свыше 70 биологически активных веществ, что обеспечивает сбалансированное регулирование окружающей среды тканей.
Каждый из этих медиаторов высвобождается в нужное время, в нужном месте и в необходимом количестве. Но в ряде ситуаций, например при аллергии, тучная клетка способна выбросить почти весь запас содержимого за считанные минуты», — отметил руководитель исследования, директор научно-образовательного ресурсного центра РУДН «Инновационные технологии иммунофенотипирования, цифрового пространственного профилирования и ультраструктурного анализа» Дмитрий Атякшин.
Как рассказал учёный, тучные клетки иногда реагируют некорректно на инфекцию, резко усиливая воспалительный ответ. Так, при COVID-19 их избирательное накопление в легких способствовало координации работы других клеток и развитию локального цитокинового шторма, который способен распространяться на соседние участки органа.
«Мы применили новые методы выявления мишеней в тканевом микроокружении, что позволило визуализировать комплекс взаимодействий тучных клеток с окружающими клетками и внеклеточным матриксом, а также создали биоинформатические алгоритмы с применением искусственного интеллекта. Это дало возможность обнаружить и верифицировать ранее неизвестные пространственные признаки и механизмы фиброза, связанные с поведением тучных клеток», — сообщил Атякшин.
Учёные установили, что в легких, поражённых COVID-19, тучные клетки инициировали формирование тканевых ниш особой структуры, где упорядоченное расположение клеток способствует быстрому образованию волокон и межклеточного матрикса. Кроме того, тучные клетки напрямую участвуют в формировании коллагеновых волокон, усиливая выраженность фиброза.
«Наше фундаментальное открытие имеет прямое клиническое значение: если во время терапии воспаления легких блокировать активацию тучных клеток, можно снизить риск последующего развития фиброза после разных инфекций, включая COVID-19, тем самым продлив жизнь и улучшив её качество», — пояснил Атякшин. По его словам, это может быть достигнуто созданием специфичных ингибиторов активации тучных клеток или использованием препаратов, тормозящих дегрануляцию этих иммунных «стражей» неспецифически.