Новое исследование Медицинской школы Вашингтонского университета в Санкт-Петербурге. Луи представляет доказательства того, что повреждение сердца пациентов с COVID-19 вызвано вторжением вируса и его репликацией внутри клеток сердечной мышцы, что приводит к гибели клеток и препятствует сокращению сердечной мышцы. Исследователи использовали стволовые клетки для создания сердечной ткани, которая моделирует человеческую инфекцию и может помочь в изучении болезни и разработке возможных методов лечения.
Исследование опубликовано в феврале. 26 в журнале Американского колледжа кардиологии: от фундаментальных до трансляционных наук.
«На раннем этапе пандемии у нас были доказательства того, что этот коронавирус может вызывать сердечную недостаточность или повреждение сердца у в целом здоровых людей, что вызывало тревогу у кардиологов», – сказал старший автор Кори Дж. Лавин, доктор медицинских наук, доцент медицины. «Даже у некоторых спортсменов колледжей, которым разрешили вернуться к спортивной атлетике после заражения COVID-19, позже появились рубцы в сердце.
Были споры о том, связано ли это с прямой инфекцией сердца или с системной воспалительной реакцией, возникающей из-за инфекции легких.
«Наше исследование уникально, потому что оно однозначно показывает, что у пациентов с COVID-19, у которых развилась сердечная недостаточность, вирус поражает сердце, особенно клетки сердечной мышцы."
Лавин и его коллеги, включая соавторов Майкла С. Даймонд, доктор медицинских наук, Герберт С. Профессор медицины Гассера и Майкл Дж.
Гринберг, доктор философии, доцент кафедры биохимии и молекулярной биофизики, также использовал стволовые клетки для создания ткани, моделирующей сокращение сердечной ткани человека. Изучая эти модели сердечной ткани, они определили, что вирусная инфекция не только убивает клетки сердечной мышцы, но и разрушает единицы мышечных волокон, ответственные за сокращение сердечной мышцы.
Они также показали, что гибель клеток и потеря волокон сердечной мышцы могут происходить даже при отсутствии воспаления.
«Воспаление может быть вторым ударом по сравнению с повреждением, вызванным вирусом, но само воспаление не является исходной причиной повреждения сердца», – сказал Лавин.
Другие вирусные инфекции уже давно связаны с повреждением сердца, но Лавин сказал, что SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, уникален по влиянию на сердце, особенно на иммунные клетки, которые реагируют на инфекцию. При COVID-19 иммунные клетки, называемые макрофагами, моноцитами и дендритными клетками, доминируют в иммунном ответе. Для большинства других вирусов, поражающих сердце, на сцене присутствуют Т-клетки и В-клетки иммунной системы.
«COVID-19 вызывает другой иммунный ответ в сердце по сравнению с другими вирусами, и мы пока не знаем, что это значит», – сказал Лавин. «В целом, иммунные клетки, реагирующие на другие вирусы, как правило, связаны с относительно коротким заболеванием, которое проходит при поддерживающей терапии. Но иммунные клетки, которые мы видим у пациентов с коронавирусом COVID-19, как правило, связаны с хроническим заболеванием, которое может иметь долгосрочные последствия. Это ассоциации, поэтому нам потребуются дополнительные исследования, чтобы понять, что происходит."
Одна из причин, по которой на эти вопросы о причинно-следственной связи сердечного поражения трудно ответить, – это сложность изучения сердечной ткани у пациентов с COVID-19.
Исследователи смогли подтвердить свои выводы, изучив ткани четырех пациентов с COVID-19, у которых было повреждение сердца, связанное с инфекцией, но необходимы дополнительные исследования.
С этой целью Лавин и Даймонд работают над созданием мышиной модели сердечной травмы.
Чтобы подчеркнуть срочность работы, Лавин указала на коварный характер повреждения сердца, которое может вызвать COVID-19.
«Даже у молодых людей, у которых были очень легкие симптомы, позже могут развиться проблемы с сердцем, которые ограничивают их способность к упражнениям», – сказал Лавин. "Мы хотим понять, что происходит, чтобы предотвратить или лечить.
А пока мы хотим, чтобы все серьезно отнеслись к этому вирусу и сделали все возможное, чтобы принять меры предосторожности и остановить распространение, чтобы в будущем у нас не было еще более масштабной эпидемии предотвратимых болезней сердца."
Эта работа была поддержана финансированием Национальных институтов здравоохранения (NIH), номера грантов R01HL141086, R01 HL138466, R01 HL139714, 75N93019C00062 и R01 AI127828; Фонд приветствия Берроуза, номер гранта 1014782; Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов, номер гранта HR001117S0019; Фонд March of Dimes, номер гранта FY18-BOC-430198; Фонд Барнс-Еврейской больницы, грант № 8038-88; и Детский институт открытий Вашингтонского университета и Св. Детская больница Луи, номера грантов CH-II-2017-628 и PM-LI-2019-829. Визуализация проводилась в Центре клеточной визуализации Вашингтонского университета (WUCCI), который частично финансируется Детским институтом открытий Вашингтонского университета и Св.
Детская больница Луи, номера грантов CDI-CORE-2015-505 и CDI-CORE-2019-813; и Фонд Еврейской больницы Барнс, грант № 3770. Авторы благодарят доктора.
Синтии Голдсмит за помощь в интерпретации микрофотографий, полученных с помощью электронной микроскопии, и Институту генома Макдоннелла (MGI) при Школе медицины Вашингтонского университета за помощь в выполнении секвенирования и анализа.