Ученые обнаружили ранее не описанный биологический механизм, который может помочь объяснить нарушение свертываемости крови, часто наблюдаемое у n пациентов с тяжелым и длительно текущим COVID-19.
У пациентов с тяжелым и длительно текущим COVID-19 часто наблюдалось нарушение свертываемости крови. Теперь исследователи из Университета Линчепинга (LiU), Швеция, обнаружили, что иммунная система организма может воздействовать на шиповидный белок на поверхности вируса SARS-CoV-2 , что приводит к образованию неправильно свернутого шиповидного белка, называемого амилоидом. Открытие возможной связи между вредным производством амилоида и симптомами COVID-19 было опубликовано в Журнале Американского химического общества .
У людей с серьезным и длительным течением COVID-19 могут быть серьезно поражены другие органы, кроме легких. Иногда могут сохраняться сложные симптомы и поражения, например, сердца, почек, глаз, носа и головного мозга, а также нарушение свертываемости крови. Почему болезнь влияет на тело таким образом, во многом остается загадкой. Теперь исследователи из LiU обнаружили биологический механизм, который никогда ранее не описывался и который может быть частью объяснения.
Исследовательская группа изучает болезни, вызванные неправильно свернутыми белками, наиболее известным примером которых является болезнь Альцгеймера в головном мозге . Ученые отметили, что существует много общего между симптомами, связанными с COVID-19, и теми, которые наблюдаются при заболеваниях, вызванных неправильно свернутыми белками.
Софи Нистрём и Пер Хаммарстрём из Университета Линчёпинга. Предоставлено: Магнус Йоханссон/Университет Линчепинга.
На функции белков сильно влияет тот факт, что белки свернуты определенным образом, что приводит к возникновению определенной трехмерной структуры. Помимо этой формы, белок также может принимать альтернативную форму. Известно, что более 30 различных белков имеют такую ??альтернативную форму, связанную с болезнью. Этот альтернативный свернутый белок известен как амилоид. Исследователи LiU задались вопросом, содержит ли SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, белок, который может создавать амилоид. Их особенно интересовал шиповидный белок на поверхности вируса, который вирус использует для взаимодействия с клетками организма и их заражения.
Используя компьютерное моделирование, исследователи обнаружили, что шиповидный белок коронавируса содержит семь различных последовательностей, которые потенциально могут производить амилоид. Три из семи последовательностей соответствовали критериям исследователей для того, чтобы считаться последовательностями, продуцирующими амилоид, при экспериментальном тестировании. Среди прочего они производили так называемые фибриллы, которые при рассмотрении под электронным микроскопом выглядят как длинные нити.
Изображение амилоида шиповидного белка вируса SARS-CoV-2, полученное с помощью электронного микроскопа. При смешивании шиповидного белка с ферментом нейтрофильной эластазой в пробирках образуются разветвленные белковые фибриллы, которые потенциально могут вызывать нарушение свертывания крови у пациентов с COVID-19. Предоставлено: Софи Нистрём и Пер Хаммарстрём.
Но возникают ли эти фибриллы спонтанно? Хорошо известно, что многим заболеваниям, таким как болезнь Альцгеймера, предшествует процесс, при котором организм расщепляет большие белки на более мелкие части, которые, в свою очередь, могут производить вредный амилоид. В своем исследовании исследователи показывают, что фермент из лейкоцитов иммунной системы может расщеплять спайковый белок коронавируса. Когда шиповидный белок разрезается, он производит именно тот фрагмент белка, который, согласно анализу исследователей, с наибольшей вероятностью образует амилоид. Этот фермент высвобождается в больших количествах из одного типа лейкоцитов, нейтрофилов, которые высвобождаются на ранней стадии во время таких инфекций, как COVID-19. Когда исследователи смешали чистый спайковый белок с этим ферментом, называемым эластазой нейтрофилов, были получены необычные фибриллы.
«Мы никогда не видели таких идеальных, но страшных фибрилл, как эти, из шиповидного белка SARS-CoV-2, продуцирующего амилоид, и его фрагментов. Фибриллы, начинающиеся с полноразмерного шиповидного белка, разветвлялись, как конечности на теле. Амилоиды обычно так не разветвляются. Мы считаем, что это связано с характеристиками шиповидного белка», — говорит Пер Хаммарстрем, профессор кафедры физики, химии и биологии (IFM) Университета Линчёпинга.
Софи Нистрём и Пер Хаммарстрём из Университета Линчёпинга. Предоставлено: Магнус Йоханссон/Университет Линчепинга.
Предыдущие исследования, в том числе исследования южноафриканских ученых, показали, что шиповидный белок может участвовать в образовании небольших тромбов. Кровь содержит белок фибрин, который помогает крови сворачиваться при повреждении сосуда, так что отверстие снова закрывается и кровотечение останавливается. Когда рана начала заживать, предполагается, что коагулят расщепляется плазмином, который также содержится в крови.
Исследователи из LiU смешали фрагменты белка, продуцирующего амилоид, из шиповидного белка вместе с этими телесными веществами в пробирках и увидели, что образовавшийся коагулят фибрина не может быть расщеплен плазмином обычным образом. Этот недавно открытый механизм может лежать в основе производства подобных микросгустков крови, которые наблюдались как при серьезном, так и при длительном течении COVID-19. Нарушение свертывания крови также наблюдается при многих заболеваниях, связанных с амилоидами.
«Мы видим, что шиповидный белок под воздействием нашей собственной иммунной системы может производить амилоидные структуры, и это потенциально может влиять на нашу свертываемость крови. Мы считаем, что это открытие важно для многих областей исследований, и мы надеемся, что другие исследователи изучат вопросы, которые оно поднимает», — говорит Софи Нистрем, доцент IFM и другой автор исследования.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен