SARS-CoV-2 может напрямую инфицировать специализированный тип клеток почек.
По словам вирусологов из Университета Дьюка, это открытие помогает объяснить, почему острое повреждение почек является одним из основных осложнений, наблюдаемых у пациентов с тяжелой формой COVID-19. Исследование было опубликовано 20 апреля в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology.
Когда COVID-19 начал распространяться по миру в начале 2020 года, врачи знали, что вирус в первую очередь поражает клетки дыхательных путей. Но когда число случаев заболевания стало расти, врачи с удивлением увидели, что у многих пациентов, особенно с тяжелой формой COVID-19, также развиваются поражения почек. "Было шокирующе слышать, как врачи описывали, как у пациентов, которые были здоровы, после заражения SARS-CoV-2 внезапно развилось поражение почек и им потребовался диализ", - рассказывает руководитель исследования Самира Мусах. "Было ясно, что вирус что-то делает с почками, но это было в самом начале пандемии, и никто не понимал, что происходит".
В предыдущей работе Мусах и ее коллеги показали, что они могут направлять индуцированные плюрипотентные стволовые клетки человека на развитие и созревание в функциональные подоциты, которые представляют собой особый тип клеток почек, помогающих контролировать выведение токсинов и отходов из крови. Мусах и ее коллеги решили выяснить, смогут ли они использовать эту модель для определения того, как и почему SARS-CoV-2 способен повреждать клетки почек.
В качестве доказательства концепции они начали работать с псевдовирусной версией SARS-CoV-2. Эти псевдовирусы разработаны для имитации характеристик конкретных вирусов, но не способны производить вирусные частицы, способные к репликации, что делает их безопасными для использования в широких исследованиях. После введения псевдовируса в модель клеток подоцитов исследователи обнаружили, что белок спайка вируса может напрямую связываться с многочисленными рецепторами на поверхности подоцитов.
"Мы обнаружили, что вирус особенно хорошо связывается с двумя ключевыми рецепторами на поверхности подоцитов, а эти рецепторы в изобилии присутствуют в этих почечных клетках", - объясняет Мусах. "Вначале наблюдалось сильное поглощение вируса, и мы также обнаружили, что при увеличении дозы вируса поглощение увеличивалось еще больше. Похоже, что вирус обладает большой аффинностью к этим почечным клеткам".
Чтобы протестировать свою модель подоцитов с настоящим вирусом SARS-CoV-2, Мусах объединила усилия с Марией Блази, научным сотрудником Института вакцины человека Дьюка. До пандемии Блази изучала, как вирусы, включая ВИЧ, заражают и повреждают другую категорию клеток почек, называемых почечными тубулярными эпителиальными клетками. Как и в случае с псевдовирусом, ученые обнаружили, что живая версия вируса имеет высокую аффинность к подоцитам. Как только вирус инфицировал клетки, он повреждал подоциты, заставляя их длинные, похожие на пальцы структуры, которые помогают фильтровать кровь, втягиваться и сморщиваться. Если повреждения клеток были слишком серьезными, подоциты погибали.
"Помимо структурных повреждений, мы увидели, что вирус может использовать структуры подоцитов для производства дополнительных вирусных частиц, которые могут распространяться и заражать другие клетки", - рассказывает Блази.
Теперь группа надеется расширить свою работу, чтобы изучить, как различные варианты SARS-CoV-2 ведут себя в клетках почек. По мере появления разновидностей вируса поражения почек происходят все реже. Это заставило ученых задаться вопросом становятся ли новые варианты менее способными к инфицированию клеток почек.
