Исследователи из Массачусетской больницы общего профиля (MGH) идентифицировали белковые «сигнатуры» тяжелого COVID-19, которые они описывают в новом исследовании, опубликованном в Cell Reports Medicine . «Нам было интересно узнать, можем ли мы определить механизмы, которые могут способствовать смерти от COVID-19», — говорит эксперт по инфекционным заболеваниям MGH Марсия Голдберг, доктор медицины, которая изучает взаимодействия между микробными патогенами и их хозяевами и является старшим автором исследования. . «Другими словами, почему одни пациенты умирают от этой болезни, а другие, которые, кажется, так же больны, выживают?»
В марте 2020 года, когда первые пациенты с симптомами COVID-19 начали поступать в отделение неотложной помощи MGH, с Голдберг связался ее коллега Майкл Филбин, доктор медицинских наук, лечащий врач и директор клинических исследований в отделении MGH. и ведущий автор исследования. Филбин и Голдберг ранее начали сотрудничать с иммунологом MGH Ниром Хакоэном, доктором философии, для разработки методов изучения иммунных реакций человека на инфекции, которые они применили к состоянию, известному как бактериальный сепсис. Все трое согласились заняться этой новой проблемой с целью понять, как иммунная система человека реагирует на SARS-CoV-2, новый патоген, вызывающий COVID-19.
Для проведения этого исследования команда MGH использовала протеомику, которая представляет собой анализ всего белкового состава (или протеома) клетки, ткани или организма. В этом случае протеомный анализ использовался для изучения образцов крови, взятых у пациентов, поступающих в отделение неотложной помощи больницы с респираторными симптомами, соответствующими COVID-19. Для сбора этих образцов потребовалась большая команда сотрудников из многих отделов, которые работали сверхурочно в течение пяти недель, чтобы собрать образцы крови у 306 пациентов с положительным результатом на COVID-19, а также у 78 пациентов с аналогичными симптомами, у которых тест на коронавирус отрицательный . (Чтобы узнать больше об этом экстраординарном усилии, нажмите здесь.)
Затем Арнав Мехта, доктор медицины, доктор философии, научный сотрудник Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда, был привлечен для наблюдения за интерпретацией сложных данных, полученных с помощью протеомного анализа. Мехта также работает в лаборатории Хакохена, и они давно интересовались использованием протеомного анализа крови в качестве альтернативы биопсии (которая является инвазивной и болезненной). «Мы спрашивали: что мы можем узнать о том, что происходит в организме, просто глядя на белковые сигнатуры в крови?» — говорит Мехта.
Исследование показало, что у большинства пациентов с COVID-19 есть постоянная белковая сигнатура, независимо от тяжести заболевания ; как и следовало ожидать, их тела вырабатывают иммунный ответ, производя белки, атакующие вирус. «Но мы также обнаружили небольшую группу пациентов с этим заболеванием, которые не продемонстрировали провоспалительного ответа, типичного для других пациентов с COVID-19», — говорит Филбин, но эти пациенты были так же подвержены, как и другие, иметь тяжелое заболевание. Филбин отмечает, что пациенты в этой подгруппе, как правило, были пожилыми людьми с хроническими заболеваниями, у которых, вероятно, была ослабленная иммунная система.
Следующим шагом было сравнение белковых сигнатур пациентов с тяжелым заболеванием (определяемых как пациенты, которым потребовалась интубация или которые умерли в течение 28 дней после поступления в больницу) с пациентами с менее тяжелыми случаями COVID-19. Сравнение позволило исследователям идентифицировать более 250 белков, «связанных с серьезностью». Важно отметить, как отмечает Мехта, у пациентов брали кровь три раза (при зачислении, затем через три и семь дней). «Это позволило нам взглянуть на траекторию болезни», — говорит Мехта. Среди других открытий это показало, что наиболее распространенный белок, связанный с тяжестью заболевания, провоспалительный белокинтерлейкин-6, или ИЛ-6, неуклонно рос у умерших пациентов, в то время как он повышался, а затем снижался у выживших с тяжелым заболеванием. Ранние попытки других групп лечить пациентов с COVID-19, страдающих острым респираторным дистресс-синдромом, с помощью препаратов, блокирующих IL-6, были разочаровывающими, хотя более поздние исследования показывают многообещающие возможности комбинирования этих лекарств со стероидом дексаметазоном.
Тем не менее, Хакоэн отмечает, что многие другие белки, связанные с серьезностью заболевания, идентифицированные анализом, вероятно, важны для понимания того, почему только у части COVID-19 развиваются тяжелые случаи. По его словам, очень важно узнать, как болезнь влияет на легкие, сердце и другие органы, а протеомный анализ крови — относительно простой метод получения этой информации. «Вы можете спросить, какие из многих тысяч белков, циркулирующих в вашей крови, связаны с фактическим результатом, — говорит Хакоэн, — и есть ли набор белков, которые нам что-то говорят».
Голдберг считает, что протеомные сигнатуры, выявленные в этом исследовании, именно это и сделают. «Вероятно, они будут полезны для выяснения некоторых основных механизмов, которые приводят к тяжелым заболеваниям и смерти при COVID-19», — говорит Голдберг, отмечая свою благодарность пациентам, участвовавшим в исследовании. Их образцы уже используются для изучения других аспектов COVID-19, таких как определение свойств антител, которые вырабатываются пациентами против вируса.
Источник: