Неправильная реакция иммунной системы на атаку вирусов может стать причиной возникновения и развития фиброза с последующим нарушением функций органов вплоть до летального исхода, установили ученые РУДН в составе международного исследовательского коллектива. Так происходило, например, у некоторых больных при пневмонии, вызванной COVID-19. Результаты были представлены в рамках международной академической школы в Институте митохондриальной биомедицины Сианьского университета Цзяотун (КНР).
Фиброз представляет собой универсальную защитную реакцию организма, направленную на изоляцию очага воспаления от окружающих тканей и системного кровотока. При этом фиброзное замещение тканей приводит к постепенной утрате органом его специфических функций, а при достижении определенных масштабов — к полной неспособности органа выполнять свою работу, рассказали в РУДН.
В здоровом организме роль иммунных «сторожей» на его границе с внешней средой выполняют тучные клетки. Больше всего этих представителей врожденного и адаптивного иммунитета находится в коже, легких и органах желудочно-кишечного тракта.
Задача тучных клеток – контроль за состоянием других клеток и межклеточного вещества в тканях. Так тучные клетки принимают участие в ограничении распространения инфекции, в том числе вирусной природы.
«В норме тучные клетки дозированно и в небольших количествах выделяют более чем 70 различных веществ с высокой биологической активностью, что обеспечивает сбалансированную регуляцию работы их окружения. Каждое активное вещество выделяется в нужное время, в нужное место и в нужном количестве. Однако в некоторых случаях, например, при аллергической реакции тучная клетка выделяет почти все, что у нее есть за несколько минут», — рассказал руководитель исследования директор научно-образовательного ресурсного центра «Инновационные технологии иммунофенотипирования, цифрового пространственного профилирования и ультраструктурного анализа» РУДН Дмитрий Атякшин.
По словам ученого, тучные клетки способны реагировать на заражение некорректно, существенно усиливая воспаление. Например, при инфекции COVID-19 их избирательная аккумуляция в легких была направлена на синхронизацию деятельности других клеток по развитию локального цитокинового шторма, который может распространяться на соседние участки органа.
«Мы использовали инновационные технологии обнаружения мишеней тканевого микроокружения, позволяющие визуализировать многокомпонентную палитру взаимодействия тучных клеток с соседними клетками и внеклеточным матриксом, а также разработали алгоритмы биоинформатического анализа с привлечением технологий искусственного интеллекта. Это позволило открыть и верифицировать ранее неизвестные пространственные признаки и механизмы развития фиброза, обусловленные поведением тучных клеток», — сообщил Атякшин.
Ученые обнаружили, что в легких, пораженных COVID-19, тучные клетки инициировали формирование тканевых ниш особенной архитектуры, в которых взаимное расположение клеток в строгой последовательности создает благоприятные условия для быстрого образования волокон и межклеточного вещества. Помимо этого, тучные клетки сами участвуют в сборке коллагеновых волокон, значительно усиливая проявления фиброза.
«Наше фундаментальное открытие тесно связано с клинической медициной, например, если заблокировать активацию тучных клеток во время лечения воспаления легких, то можно снизить риск развития фиброза после различных инфекционных заболеваний, включая COVID-19, и тем самым продлить жизнь человека и повысить ее качество», — рассказал Атякшин.
По словам ученого, такую задачу возможно решить с помощью создания специализированных блокаторов активации тучных клеток или применения в терапии препаратов, способных неспецифично тормозить дегрануляцию «стражей» иммунитета.
Атякшин также отметил, что аналогичные клеточные и молекулярные механизмы фиброза, дирижируемые тучными клетками в легких, были обнаружены его научной командой при хроническом воспалении ряда других органов.
«Результаты наших исследований, представленные в высокорейтинговых изданиях, улучшают перспективы использования тучных клеток в качестве фармакологической мишени», — сказал Атякшин.
В исследовании принимали участие ученые и специалисты Российского университета дружбы народов имени Патриса Лумумбы, Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии имени Гамалеи, Университета имени Сеченова, Инфекционной клинической больницы №1 (г. Москва, Россия), Национального медицинского исследовательского центра Минздрава России (г. Обнинск, Россия), Института аллергологии Берлинского университета, Института трансляционной медицины и фармакологии Фраунгофера (г. Берлин, Германия) и Института гематопатологии (г. Гамбург, Германия).