Американские исследователи под руководством профессора Дэниэла Джейкобсона решили пойти дальше всех своих коллег в изучении COVID-19: для своей работы они использовали суперкомпьютер Summit – второй по скорости в мире. Он находится в Ок-Риджской национальной лаборатории в Теннесси. В рамках исследования суперкомпьютер в течение недели обрабатывал 2,5 млрд комбинаций из 40 000 генов и выдал результат, который потряс ученых: он позволил им вывести новую теорию воздействия SARS-CoV-2 на организм человека.
Брадикининовая гипотеза
Брадикинин – пептид, который расширяет кровеносные сосуды и снижает артериальное давление. Его содержание в организме контролируется ренин-ангиотензиновой системой (РАС). В новой теории ученых о COVID-19 именно брадикинин играет решающую роль.
Согласно их выводам, попадая в организм через слизистую носа, вирус распространяется в органах, клетки которых содержат рецептор ACE2. Однако вирус не просто поражает их, он заставляет организм активизировать ACE2 рецепторы даже там, где они присутствуют в небольшом количестве.
Эти клеточные рецепторы напрямую связаны с брадикинином: они занимаются его расщеплением. Поскольку вирус нарушает работу РАС, происходит брадикининовая буря – бесконтрольное накопление пептида в организме. По мнению ученых, именно она приводит к летальным исходам при коронавирусе и провоцирует развитие всех неожиданных симптомов.
Как брадикинин выводит из строя весь организм
Отмечено, что COVID-19 нередко приводит к поражению сердца: по разным оценкам, более чем у трети пациентов с коронавирусом, не имевших ранее сердечно-сосудистых заболеваний, МРТ показывает изменения в сердечной мышце.
Брадикининовая гипотеза объясняет это тем, что РАС контролирует, в том числе параметры сердечных сокращений. Если ее работа нарушена, это может привести к аритмии и пониженному кровяному давлению.
Неожиданностью для врачей в свое время стали неврологические симптомы коронавируса. У пациентов даже с легкой формой заболевания наблюдались признаки множества нарушений, вплоть до инсульта. Поскольку брадикинин накапливается в сосудах, он увеличивает проницаемость их стенок. В результате, патоген из кровотока попадает в мозг. Более того, проницаемость может нарушиться до такой степени, что произойдет кровоизлияние.
Новая теория объясняет и кашель. По своему действию брадикинин похож на препараты, которые используются для лечения гипертонии. Среди их побочных эффектов – утомляемость, сухой кашель и повышенное содержание калия в крови. Все это врачи наблюдают у пациентов с COVID-19.
Почему ИВЛ не всегда помогает
Команда Джейкобсона обнаружила, что брадикининовые бури активизируют выработку гиалуроновой кислоты в легких. Ее главным свойством является связывание жидкости – гиалуроновая кислота способна поглощать влагу, превышающую ее по весу в тысячу раз. В результате, образуется гидрогель.
Если такой гидрогель заполняет легкие, человек не сможет дышать даже на системе искусственной вентиляции: альвеолы не способны нормально функционировать, и пациент может задохнуться при полной поддержке дыхания. Открытие ученых объясняет, почему аппараты ИВЛ в эпидемию коронавируса оказались не так эффективны, как того ожидали врачи.
Новая теория: взгляд на демографию коронавируса
Спустя несколько месяцев с момента вспышки COVID-19 врачи по всему миру стали обращать внимание на то, что смертность от инфекции среди женщин ниже, чем у мужчин. Также отмечалось, что мужчины в среднем тяжелее переносят коронавирус, чем женщины.
Авторы брадикининовой теории причину закономерности видят в различии хромосом. Белки для регуляции РАС расположены в X-хромосоме, которых у женщин, в отличие от мужчин, две. Таким образом, у них в два раза больше необходимого белка, что может быть защитой от тяжелой формы COVID-19.
Что брадикининовая теория меняет в науке
Если раньше симптомы коронавируса рассматривались по отдельности, то брадикининовая теория предлагает модель, способную объяснить и связать воедино всю клиническую картину. Гипотеза поможет лучше понимать механизмы заболевания и расширить поиск эффективного лечения.
Джейкобсон и его команда уже вывели несколько рекомендаций, исходя из обнаруженных данных. Например, они считают, что полезным в терапии COVID-19 окажется витамин D, который участвует в работе РАС и может предотвратить брадикининовые бури в организме. Или препарат, способный предотвратить выработку гиалуроновой кислоты в легких – химекромон.
Другим направлением терапии может стать имитация «женского» коронавируса у мужчин с помощью тимбетазина. Пока что выводы ученых теоретические, и потребуются клинические испытания, чтобы оценить эффективность предложенного лечения. Однако если брадикининовая гипотеза подтвердится на практике, врачи смогут прогнозировать течение болезни и получат реальные лекарства, воздействующие на РАС, а значит терапия коронавируса станет более понятной и простой.
Источники
- A mechanistic model and therapeutic interventions for COVID-19 involving a RAS-mediated bradykinin storm. Режим доступа: https://elifesciences.org/
