Исследователи раскрыли тайну процессов, ведущих к разрушению органов

Некорректная реакция иммунной системы на вирусные инфекции может привести к развитию фиброза и ухудшению функций внутренних органов, что в некоторых случаях заканчивается смертельным исходом, установили специалисты РУДН в составе международной научной группы. Такой механизм наблюдался, в частности, у отдельных пациентов с пневмонией, вызванной COVID-19.

Данные результаты были представлены на международной академической школе, проходившей в Институте митохондриальной биомедицины при Университете Цзяотун в Сиане (Китай). Фиброз – это универсальная защитная реакция организма, направленная на ограждение воспалительного очага от окружающих тканей и системного кровотока.

Тем не менее, замещение тканей фиброзом приводит к постепенной утрате органом его специфических функций, а при значительном развитии процесса орган может полностью утратить способность выполнять свои задачи, сообщили в РУДН. В здоровом организме контроль на границе с внешней средой осуществляют тучные клетки, которые являются ключевыми элементами врожденного и адаптивного иммунитета.

Наибольшее количество этих клеток сосредоточено в коже, легких и желудочно-кишечном тракте. Основная функция тучных клеток заключается в мониторинге состояния клеток и межклеточного вещества в тканях.

Тучные клетки участвуют в ограничении распространения инфекций, включая вирусные. "В нормальных условиях эти клетки выделяют дозированно более 70 различных биологически активных веществ, что обеспечивает сбалансированное регулирование работы окружающих их тканей.

Каждое активное соединение выделяется в нужное время, в определённом месте и в необходимом объёме. Однако при некоторых состояниях, таких как аллергическая реакция, тучные клетки выпускают почти весь запас медиаторов всего за несколько минут," — пояснил руководитель исследования, директор научно-образовательного ресурсного центра «Инновационные технологии иммунофенотипирования, цифрового пространственного профилирования и ультраструктурного анализа» в РУДН Дмитрий Атякшин.

По словам Дмитрия Атякшина, тучные клетки иногда могут чрезмерно реагировать на инфекцию, усиливая воспалительный процесс. Так, при заражении COVID-19 их скопление в легких способствовало координации активности других клеток и развитию локального цитокинового шторма, который способен распространяться на соседние участки органа.

"Мы применили современные методы для выявления клеточных мишеней в тканевом микроокружении, что позволило визуализировать сложные взаимодействия тучных клеток с соседними клетками и внеклеточным матриксом, а также создали биоинформатические алгоритмы с использованием искусственного интеллекта. Это дало возможность выявить и подтвердить раннее неизвестные пространственные характеристики и механизмы возникновения фиброза, связанные с деятельностью тучных клеток," — сообщил Атякшин.

Ученые установили, что в легких пациентов с COVID-19 тучные клетки запускали формирование специфических тканевых структур, где строго упорядоченное расположение клеток создаёт подходящие условия для быстрого накопления волокон и межклеточного вещества. Кроме того, сами тучные клетки участвуют в формировании коллагеновых волокон, значительно усиливая интенсивность фиброза.

"Наше фундаментальное открытие имеет важное значение для клинической практики: если блокировать активацию тучных клеток при лечении воспаления легких, можно снизить вероятность развития фиброза после различных инфекций, включая COVID-19, тем самым увеличив продолжительность и улучшив качество жизни пациентов," — отметил Атякшин. По его словам, это можно реализовать с помощью разработки специализированных ингибиторов активации тучных клеток или применения лекарств, способных эффективно подавлять дегрануляцию этих иммунных «стражей»."