Ученые объяснили, почему при COVID-19 падает кислород в крови

Канадские биологи выяснили причину снижения уровня кислорода в крови при COVID-19. Ученые установили, что коронавирус поражает незрелые эритроциты, снижая перенос кислорода и ослабляя иммунный ответ. Исследование также объясняет, почему противовоспалительный препарат дексаметазон оказался эффективным средством лечения COVID-19. Статья опубликована в журнале Reports Stem Cell.

Один из главных симптомов COVID-19 — cнижение уровня кислорода в крови, которое наблюдают практически у всех инфицированных, даже у тех, кто переносит заболевание в легкой форме. Гипоксия — это потенциально опасное состояние, при котором уменьшается насыщение кислородом тканей организма, и ученые пытаются понять, в чем ее причина.

Ученые из Университета Альберты исследовали кровь 128 больных COVID-19, среди которых были тяжелые пациенты отделений интенсивной терапии, люди с симптомами средней тяжести и те, кто переносил болезнь в легкой форме, а в больницу обращался только для сдачи анализов.

"Низкий уровень кислорода в крови — серьезная проблема пациентов с COVID-19. Поэтому мы предположили, что одним из потенциальных объяснений этого может быть то, что COVID-19 влияет на выработку красных кровяных телец", — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования Шокроллаха Элахи (Shokrollah Elahi), доцента факультета медицины и стоматологии.

Авторы обнаружили, что по мере усиления тяжести симптомов, у пациентов в крови становится все больше незрелых, недавно сформированных эритроцитов. У здоровых людей незрелые эритроциты находятся в костном мозге, а в крови отсутствуют или составляют менее одного процента. У тяжелых больных COVID-19 объем этих клеток в крови достигал 60 процентов.

"Это указывает на то, что вирус воздействует на источник этих клеток. В результате, чтобы компенсировать истощение здоровых незрелых эритроцитов, организм вырабатывает их значительно больше, чтобы обеспечить организм достаточным количеством кислорода", — объясняет ученый.

Но проблема заключается в том, что кислород переносят только зрелые эритроциты, которые живут в среднем около 120 дней. К тому же оказалось, что незрелые эритроциты очень восприимчивы к коронавирусной инфекции. Поскольку вирус атакует и разрушает незрелые эритроциты, организм не может заменить отмершие зрелые эритроциты, и способность переносить кислород в кровотоке снижается.

Исследователи раскрыли молекулярный механизм того, как вирус заражает незрелые эритроциты. Они впервые продемонстрировали, что незрелые эритроциты экспрессируют рецептор ACE2 и корецептор TMPRSS2, через которые SARS-CoV-2 инфицирует их. Также ученые выяснили, что незрелые эритроциты на самом деле являются мощными иммунодепрессивными клетками — они подавляют выработку антител и подавляют Т-клеточный иммунитет против вируса, что еще больше усугубляет ситуацию.

После открытия у незрелых эритроцитов рецепторов, которые позволяют им заражаться коронавирусом, ученые начали тестировать различные существующие препараты, чтобы проверить, могут ли они снизить восприимчивость незрелых эритроцитов к вирусу, и выяснили, что таким свойством обладает дексаметазон, который в течение последнего года широко используют для лечения COVID-19.

"Мы попробовали противовоспалительный препарат дексаметазон, который помог снизить смертность и продолжительность заболевания у пациентов с COVID-19, и обнаружили значительное снижение инфицирования незрелых эритроцитов", — говорит Элахи.

Когда команда начала изучать, почему дексаметазон оказывает такое влияние, они вскрыли два возможных механизма. Во-первых, дексаметазон подавляет реакцию рецепторов ACE2 и TMPRSS2 на SARS-CoV-2 в незрелых эритроцитах, уменьшая возможность инфицирования. Во-вторых, он увеличивает скорость созревания незрелых эритроцитов.

Авторы отмечают, что это большая удача, когда не нужно создавать новый препарат, а эффективным оказалось уже проверенное лекарственное средство.