Установлено негативное воздействие COVID-19 на клетки и работу сердца

Исследовательская группа из Германии определила прямое токсическое действие SARS-CoV-2 на сердечные клетки. Материалы научной статьи опубликованы на сервере bioRxiv preprint.

 
  Пандемия COVID-19 распространилась по всему миру, поставив миллиарды людей под строгий контроль, поскольку медицинские службы пытаются справиться с тяжелобольными людьми. Пожилые люди и лица с уже существующими медицинскими заболеваниями, как представляется, находятся под угрозой серьезных исходов заболевания.

Пациенты с основными сердечно-сосудистыми заболеваниями имеют повышенный риск смерти после перенесенной инфекции SARS-CoV-2. Кроме того, клиническое ухудшение во время COVID-19 сопровождается дисфункцией левого желудочка примерно у 20% пациентов. Тем не менее, неясно, являются ли биомаркеры поражения сердца и долгосрочных неблагоприятных воздействий на сердечно-сосудистую систему непосредственно вирусной инфекцией, или они возникают вторично в результате гипоксии гипоксии, и системного воспаления во время осложненного COVID-19.

Предыдущие исследования показали, что человеческие кардиомиоциты (сердечные клетки) экспрессируют признанный ангиотензинпревращающий фермент 2 рецептора SARS-CoV-2 (ACE2). Особенно это ярко выражено у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями

Исследователи индуцировали инфекцию двумя контрольными штаммами SARS-CoV-2 (ранее распространенными в клеточных линиях Caco-2) в человеческих плюрипотентных стволовых клетках-производных кардиомиоцитах (hiPS-CM), а также в двух моделях сердечной ткани человека. Используя человеческие кардиосферы (т. е. кластер эндогенных сердечных стволовых клеток, который возникает, когда они клонируются во взвесь), генерируемые hiPS-клетками, они стремились определить, заражает ли SARS-CoV-2 кардиомиоциты в трехмерной тканевой среде. Наконец, эти ученые также рассмотрели вопрос о том, может ли SARS-CoV-2 инфицировать сердечную ткань человека с помощью живых срезов сердечной ткани человека, полученных из эксплантированных сердец. Все цитопатогенные эффекты были оценены визуально через 48 часов после заражения.

Исследование показало, что SARS-CoV-2 может легко инфицировать человеческие кардиомиоциты в культуре, а также в двух различных моделях сердечной ткани. Инфекция была продемонстрирована с помощью различных считываний, включая экспрессию внутриклеточной вирусной РНК и ее спайкового гликопротеина. “Повышенные концентрации вирусной РНК обнаруживаются в супернатантах инфицированных кардиомиоцитов, которые индуцируют инфекции в клеточных линиях CaCo-2, документирующих продуктивные инфекции”, – объясняют авторы исследования.

Далее вирус был обнаружен в клетках инфицированных срезов сердца человека с помощью электронной микроскопии, а также было показано, что он проходит полный цикл репликации. Следует отметить, что проапоптотические эффекты были также вызваны SARS-CoV-2, что означает, что он индуцирует запрограммированную гибель клеток в кардиомиоцитах. В двух словах, инфекция SARS-CoV-2 в этом исследовании была связана с цитотоксическими изменениями и более низкой частотой биения сердечных клеток в лабораторных культурах и кардиосферах, предполагая предполагаемое пагубное влияние вируса на сердце человека.

“SARS-CoV-2 с течением времени повлияло на частоту биения кардиосфер с глубоким ингибированием на 5 днях постинфекции. В течение пяти дней после заражения кардиосферы показали уменьшенный размер, что согласуется с индукцией клеточной смерти”, – пояснили учёные.

Хотя были получены доказательства того, что пациенты с COVID-19 имели повышенные биомаркеры повреждения сердца, а также определенные проблемы с левой и правой желудочковой сердечной функцией, это первое исследование, которое показало действие вирусной инфекции на клетки сердца человека. “Используемые трехмерные тканевые модели могут служить экспериментальной моделью для тестирования эффектов коронавирусной инфекции и биологии в сердце, а так же при разработке терапевтических стратегий”, – объясняют авторы исследования.

В любом случае, значительное неблагоприятное воздействие SARS-CoV-2 на кардиомиоциты человека – как описано в настоящем исследовании – определенно требует дополнительного, непрерывного и всестороннего мониторинга прямых сердечных изменений у пациентов COVID-19.  Это открытие требует углубленного анализа сердечной ткани у некоторых пациентов с коронавирусной болезнью (COVID-19), а также тщательного наблюдения за любыми прямыми повреждениями кардиомиоцитов.

med-heal.ru