Назад
Хотя легкие являются основной мишенью для цитокинового шторма КОВИД-19, но и почки также, в результате чего каждый четвертый взрослый американец, страдающий диабетом, подвергается повышенному риску смерти от вируса. Но почему почки так привлекательны для коронавируса?
В недавно опубликованной в Kidney International статье, национальная исследовательская группа, состоящая из клиницистов, биоинформатиков, молекулярных биологов, патологоанатомов и вирусологов, показала, что белок на поверхности некоторых клеток почек, называемый ангиотензин-преобразующим ферментом 2 (ACE2), является первичным входным рецептором COVID-19 и способствует активации его неконтролируемого иммунного ответа.
Он также отвечает за репликацию вируса, осложняя течение заболевания.
Поскольку более высокий уровень экспрессии ACE2 на клетках коррелирует с более высоким риском тяжелого течения КОВИД-19, Матиас Кретцлер, автор исследования и нефролог из Michigan Medicine, стремился узнать больше о том, какие клетки почек создают повышенный уровень этого белка и почему. Используя технологию машинного обучения, разработанную соавтором исследования, Ольгой Троянской, исследователи смогли определить и классифицировать группы генов, которые экспрессируют более высокие уровни АСЕ2 в трех следующих группах: здоровые люди, живые доноры почек (18 участников), больные с диабетической болезнью почек (44 участника) и госпитализированные с КОВИД-19 (13 участников). После анализа более 110 000 различных клеток в трех группах, Кретцлер и его группа определили цепочки молекул, которые приводят к более высоким уровням экспрессии АСЕ2.
"Возможность охарактеризовать эти молекулярные процессы может помочь определить и разработать терапию, чтобы снизить риск серьезных заболеваний для пациентов или даже предотвратить повреждения почек при инфекции КОВИД-19", - говорит Кретцлер.
Группы имели несколько молекулярных сходств, но одно из них будет находиться в центре внимания исследователей: ACE2 был преимущественно экспрессирован в клетках, которые также экспрессировали маркеры специализированных транспортных эпителиальных клеток в проксимальных канальцах. Эта область почки отвечает за ресорбцию питательных веществ в процессе почечной фильтрации. Используя биопсию из здоровых почек и почек с диабетическим заболеванием, а также клетки почек, извлеченные из образцов мочи пациентов с КОВИД-19, технология машинного обучения позволила исследовательской группе точно определить в каких клетках почек обнаружены ACE2 и какими характеристиками обладают эти клетки. Клетки, экспрессирующие вирусный рецептор ACE2 были обнаружены "заблокированными и загруженными" для вируса, что означает, что с ACE2 найдено много других белков, которые взаимодействуют с вирусами во время инфекции. Это относилось не только к инфицированным КОВИД-19, но и к почкам больных сахарным диабетом. При сравнении клеток почек пациентов с КОВИД-19 с диабетической болезнью почек, в обоих случаях активировались аналогичные молекулярные процессы, могущие быть триггером тяжелой формы КОВИД-19.
"Диабетическое заболевание почек по своей природе приводит клетки почек в состояние уязвимости при КОВИД-19", - говорит Кретцлер. "В сочетании с КОВИД-19 и его воспалительной природой может произойти серьезное повреждение почек".
Открытие значения эпителиальных клеток проксимальных канальцев в его отношении к тяжести болезни КОВИД-19 открывает дверь для разработки новых терапевтических средств для решения проблемы КОВИД-19 и связанных с ней повреждений почек. "До этого исследования мы не были уверены, повышают ли лекарства, обычно применяемые для лечения гипертонии и диабетических заболеваний почек, риск заражения КОВИД-19. Коллеги и мои пациенты были серьезно обеспокоены тем, как эти лекарства влияют на ACE2 в почках", - говорит Кретцлер. Теперь исследователи могут с уверенностью заключить, что эти препараты не причинят вреда тем, кто страдает диабетической болезнью почек, давая пациентам уверенность в том, что они могут продолжать принимать эти спасающие жизнь лекарства.
Однако дальнейшие исследования должны быть направлены на изучение групп пациентов, страдающими как диабетическим заболеванием почек, так и КОВИДом-19". Кретцлер подтверждает, что они проводятся. "Чтобы помочь в проведении глобальных исследований в ответ на пандемию КОВИД-19, мы предоставили наши данные ученым во всем мире", - говорит он. "В настоящее время наша команда сосредоточена на изучении того, как лечение больных КОВИД-19 влияет на клетки почек, чтобы мы смогли предложить лучшие препараты пациентам с КОВИД-19 и заболеваниями почек в условиях продолжающейся пандемии".
