Похожие статьи
Такие патогены, как SARS-CoV-2 и пневмококк, могут вызывать тяжелую пневмонию. Если дыхательные пути затем заполняются жидкостью, у пациента может развиться острый респираторный дистресс-синдром. Исследователи из Charité—Universitätsmedizin Berlin теперь обнаружили молекулярные механизмы, которые вызывают накопление жидкости в легких.
Эта разработка также привела их к открытию потенциальной новой терапии: лекарство от муковисцидоза оказалось эффективным в лабораторных экспериментах, что вселяет надежду на то, что его можно использовать для лечения пневмонии независимо от возбудителя, который ее вызвал. Исследование было опубликовано в журнале Science Translational Medicine.
Пневмония является наиболее распространенной причиной скопления жидкости в легких. Это состояние, известное как отек легких, приводит к тому, что части воздушного пространства заполняются жидкостью вместо воздуха, что мешает им выполнять свою работу по обмену газов. Пациентам трудно дышать, и их организму не хватает кислорода. Диагноз — острый респираторный дистресс-синдром, или ОРДС.
«Несмотря на передовые медицинские процедуры, примерно 40 процентов пациентов с ОРДС умирают в реанимации. Проблема в том, что антибиотики, противовирусные препараты и иммуномодулирующие методы лечения редко работают достаточно хорошо, — рассказывает руководитель исследования профессор доктор Вольфганг Кюблер, директор Института физиологии в Шарите. — Вот почему мы использовали совсем другой подход в нашем исследовании. Вместо того, чтобы сосредоточиться на патогене, мы сосредоточились на укреплении барьерной функции кровеносных сосудов в легких «.
Это имеет смысл, поскольку они являются источником жидкости при отеке легких. Сосуды легких становятся проницаемыми, позволяя жидкости из крови поступать в окружающие ткани — и тем самым заполнять воздушные пространства.
Но что на самом деле вызывает это? Каковы основные молекулярные механизмы? Исследовательская группа Шарите во главе с проф. Кюблер решила ответить на эти вопросы.
Они проводили эксперименты с использованием клеток, легочной ткани и изолированных легких. Исследование было сосредоточено на хлоридном канале CFTR, который, как известно ученым, в основном находится в клетках слизистой оболочки наших дыхательных путей. Там оно играет важную роль в разжижении нашей слизи, чтобы она могла легко стекать. Специалисты впервые показали, что клетки в кровеносных сосудах легких также содержат CFTR и что его присутствие резко снижается при пневмонии.
Чтобы выяснить, какую роль CFTR играет в легочных сосудах и что происходит на молекулярном уровне, когда хлоридный канал теряется, исследователи заблокировали канал ингибитором и определили количество ионов хлорида в клетках. Затем они использовали специальный метод визуализации, известный как иммунофлуоресцентная визуализация.
Результаты исследования показывают, что потеря CFTR приводит к накоплению хлорида в клетках, поскольку он перестает выводиться из них. Избыток хлорида запускает передачу сигналов, которая заканчивается неконтролируемым поступлением кальция в клетки через кальциевый канал.
«Повышенная концентрация кальция затем заставляет сосудистые клетки сокращаться — очень похоже на эффект, который кальций оказывает на мышечные клетки, — объясняет профессор Кюблер. — Это приводит к образованию промежутков между клетками, что позволяет жидкости вытекать из кровеносных сосудов. Поэтому хлоридные каналы имеют решающее значение для поддержания барьерной функции легочных сосудов «.
Затем исследовательская группа обратилась к другому вопросу: как они могут ослабить или предотвратить вызванную пневмонией потерю хлоридных каналов в легочных сосудах? Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи использовали терапевтический агент, который классифицируется как модулятор CFTR и в настоящее время используется для лечения муковисцидоза.
У пациентов с муковисцидозом генетическая мутация препятствует нормальной работе хлоридного канала CFTR в клетках слизистой оболочки дыхательных путей, что приводит к образованию очень вязкой слизи.
Ивакафтор действительно сделал хлоридные каналы более стабильными: это привело к меньшей деградации каналов, чем та, которая обычно вызывается воспалительными процессами легких. Эксперименты на животных моделях показали тот же эффект: лечение ивакафтором увеличивало вероятность выживания при тяжелой пневмонии, уменьшало повреждение легких и приводило к гораздо более мягким симптомам и гораздо лучшему общему состоянию, чем без препарата.
Эксклюзивный перевод*
Фото: Шарите | Ласти Эрфинанда
О светлом будущем заботятся политики, о светлом прошлом – историки, о светлом настоящем – журналисты.
