Путается и разрывает клетки: какой фермент делает COVID-19 смертельным

Ученые выяснили, как организм убивает себя при коронавирусе

Фермент, который буквально разрывает клетки, приводя к тяжелому течению COVID-19, обнаружили ученые из США. В норме он должен защищать организм от чужеродных агентов вроде бактерий и вирусов, но при COVID-19 может начать путать с ними собственные клетки организма, и атаковать их, приводя к ухудшению состояния и смерти. Препаратов, способных снизить уровень фермента в организме, пока нет, но исследователи призывают к более активному их поиску.

Фермент секреторная фосфолипаза A2 группы IIA (sPLA2-IIA) защищает организм от чужеродных агентов, вроде вирусов и бактерий, захватывая жиры на внешней стороне их клеточных мембран и буквально разрывая клетки на части. Жиры есть и в человеческих клетках, но они расположены на внутренней стороне клеточных мембран, что не дает sPLA2-IIA до них добраться.

Однако это не слишком надежная система. Когда клетки погибают из-за инфекции или стресса, жировые молекулы, на которые нацелен sPLA2-IIA, оказываются ему доступны, и он идет в атаку. Кроме того, из поврежденных клеток высвобождаются митохондрии, «энергетические станции», структура мембран которых схожа с бактериальной. Фермент захватывает их и уничтожает, выплескивая их содержимое. На эти процессы реагирует иммунная система, что в итоге приводит к системному воспалению.

Исследователи из Аризонского университета и других исследовательских центров предположили, что причиной тяжелого течения COVID-19 может быть подобная реакция.

Свои наблюдения они описали в статье в журнале Journal of Clinical Investigation.

Ученые проанализировали образцы крови 127 пациентов, госпитализированных с января по июль 2020 года. Из этих пациентов 30 умерли от COVID-19, 30 перенесли болезнь в тяжелой форме, но выжили, и еще 30 переболели в легкой форме. Остальные поступили с другими жалобами, не болели COVID-19 и выступали в роли контрольной группы.

Команда измерила уровни более 1000 ферментов и метаболитов в плазме крови пациентов, а затем использовала компьютерный алгоритм для выявления закономерностей. Оказалось, уровни sPLA2-IIA отражали тяжесть заболевания пациентов, особенно высоки они были у тех, кто не пережил болезнь.

Плазма здоровых людей содержит относительно низкие концентрации sPLA2-IIA — максимум несколько нанограмм на 1 мл крови, пишут авторы исследования.

«Уровень sPLA2 обычно очень низкий, он повышается, когда в организм попадают вирусы, и снова снижается, когда воспаление проходит», — поясняет гематолог Франс Куйперс.

Однако при тяжелых воспалениях, например, сепсисе, уровень sPLA2-IIA может подскочить до сотен нг/мл.

У пациентов, умерших от COVID-19, он поднимался до 1020 нг/мл.

В целом у пациентов, умерших от корон, уровень sPLA2-IIA был в пять раз выше, чем у тех, кто переболел в тяжелой форме, но выжил, и в десять раз выше, чем у переболевших в легкой форме и контрольной группы.

Также исследователи обнаружили еще один маркер, связанный с тяжестью заболевания — азот мочевины крови. Это азот, содержащийся в конечных продуктах обмена белков, в норме он выводится почками и при их повреждении быстро накапливается. COVID-19 поражает почки, а подскочивший sPLA2-IIA, вероятно, окончательно их добивает, что и приводит к резкому росту концентрации азота мочевины крови.

Исследователи предположили, что уровни sPLA2-IIA и азота мочевины крови можно использовать для прогнозирования исходов COVID-19. Наблюдения за 154 пациентами выявили, что эти показатели действительно позволяют с высокой точностью предсказать тяжесть заболевания и вероятность смерти.

В исследовании было слишком мало пациентов, а уровень sPLA2-IIA замерялся лишь единожды, отмечают исследователи. В идеале стоило бы использовать большую выборку и замерять уровни sPLA2-IIA и азота мочевины крови ежедневно, чтобы выявить более четкие зависимости состояния пациента от этих показателей. Также следует выяснить, как именно фермент вмешивается в работу организма, какие органы страдают первыми и т. п.

Препараты, способные снизить уровень sPLA2-IIA, разрабатывались, но пока ни один из них не прошел клинические испытания.

Исследователи призывают коллег обратить внимание на возможность борьбы с симптомами тяжелого COVID-19 через снижение уровня фермента, это особенно актуально в связи с появлением новых, более агрессивных вариантов SARS-CoV-2.

В настоящее время другая группа исследователей набирает пациентов с тяжелой формой COVID-19 для испытаний вареспладиба, ингибитора sPLA2-IIA, созданного еще в 2006 году. Он оказался неэффективен в борьбе с воспалением при остром коронарном синдроме, но, возможно, окажется полезен в случае COVID-19.