Исследователи РУДН вместе с международной группой учёных выяснили, что неправильная работа иммунной системы при вирусной атаке может спровоцировать развитие фиброза, что приводит к нарушению функций органов и даже к смертельным последствиям. Такой процесс наблюдался, например, у некоторых пациентов с пневмонией, вызванной COVID-19.
Полученные данные были представлены на международной академической школе, проходившей в Институте митохондриальной биомедицины университета Цзяотун в Сиане (Китай). Фиброз относят к универсальной защитной реакции организма, служащей для изоляции воспалительного очага от окружающих тканей и системного кровообращения.
Однако замещение тканей фиброзными структурами со временем ведёт к постепенной утрате органом своих специфических функций, а при значительном распространении — к полной неспособности выполнять свои задачи, пояснили в РУДН. В норме роль иммунных «стражей» на границе с внешней средой выполняют тучные клетки.
Наибольшее количество этих клеток врождённого и адаптивного иммунитета сконцентрировано в коже, лёгких и желудочно-кишечном тракте. Их основная функция — контролировать состояние соседних клеток и межклеточного вещества в тканях.
Таким образом, тучные клетки участвуют в ограничении распространения инфекций, включая вирусные. «В обычных условиях тучные клетки выделяют дозированно и в небольших объёмах свыше 70 различных биологически активных веществ, что обеспечивает сбалансированное регулирование окружающей среды.
Каждое из этих веществ секретируется в необходимое время, в нужном месте и в оптимальном количестве. Но при определённых ситуациях, например, при аллергии, тучная клетка может за несколько минут выбросить почти весь свой запас», — отметил руководитель проекта, директор научно-образовательного ресурсного центра РУДН Дмитрий Атякшин.
По словам учёного, тучные клетки иногда отвечают на инфекцию чрезмерно, усиливая воспалительный процесс. Так, при COVID-19 их избирательное скопление в лёгких способствовало согласованной работе других клеток для создания локального цитокинового шторма, который может затрагивать соседние участки органа.
«Мы применили передовые методы выявления мишеней в тканевом микроокружении, что позволило визуализировать сложные взаимодействия тучных клеток с другими клеточными элементами и внеклеточным матриксом. Также были разработаны алгоритмы биоинформатического анализа с использованием искусственного интеллекта. Благодаря этому мы открыли и подтвердили новые пространственные особенности и механизмы фиброза, связанные с деятельностью тучных клеток», — рассказал Атякшин.
В исследованиях было установлено, что в лёгких пациентов с COVID-19 тучные клетки запускали образование специальных тканевых ниш с определённой организацией клеток, что способствовало быстрому формированию волокон и межклеточного матрикса. Кроме того, сами тучные клетки участвовали в сборке коллагеновых волокон, значительно усугубляя проявления фиброза.
«Наше ключевое открытие имеет важное значение для клинической медицины. Например, если во время лечения воспаления лёгких блокировать активацию тучных клеток, можно снизить риск развития фиброза после разнообразных инфекций, включая COVID-19, что продлит жизнь пациентов и улучшит её качество», — отметил Атякшин. Учёный добавил, что такую задачу можно решить путём создания специальных ингибиторов активации тучных клеток или использования препаратов, способных неспецифически подавлять дегрануляцию этих иммунных «стражей».