Коронавирус поражает клетки почечного тельца

Как известно, возбудитель COVID-19 поражает в первую очередь клетки дыхательных путей. Но у многих пациентов, особенно с тяжелой формой COVID-19, также бывают поражены почки. Биомедицинские инженеры и вирусологи из Университета Дьюка показали, что причиной может быть прямая инфекция почечных клеток.

«Шоком было слышать рассказы врачей, как у здоровых пациентов внезапно развилось поражение почек и им потребовался диализ после инфекции SARS-CoV-2, — говорит руководитель работы Самира Мусах. — Было ясно, что вирус что-то делает с почками».

Муса с коллегами ранее разработали метод трансформации человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК) в функциональные подоциты — особый тип почечных клеток, которые помогают контролировать удаление токсинов и отходов из крови. На этой модели исследовали инфекцию SARS-CoV-2.

Подоциты, они же висцеральные эпителиальные клетки, находятся в капсулах Боумена и покрывают капилляры клубочков. Кровь фильтруется через щели между «ножками» подоцитов, перекрытые белковым барьером; при этом задерживаются большие молекулы, но проходят молекулы воды, солей и сахаров (первая стадия формирования мочи).

Сначала подоциты in vitro заражали псевдовирусами — безопасными частицами на основе лентивирусов, несущими S-белок SARS-CoV-2. Выяснилось, что S-белок может напрямую связываться с многочисленными рецепторами на поверхности подоцитов, в первую очередь с рецепторами BSG/CD147 и ACE2. Блокирование этих рецепторов с помощью антител уменьшало поглощение вируса клетками (и в том случае, если блокировали только BSG/CD147, но не ACE2). Подоциты, полученные из иПСК, экспрессируют и другие белки, которые могут сделать их восприимчивыми к инфекции SARS-CoV-2.

Затем авторы инфицировали подоциты настоящим SARS-CoV-2, и оказалось, что он также имеет сильное сродство к подоцитам. Присутствие вирусных белков в цитоплазме подтвердили иммунофлуоресцентным окрашиванием. «Ножки» инфицированных подоцитов втягивались и сморщивались, инфекция могла приводить и к гибели клеток. Изучение транскриптомного профиля подоцитов показало, что при инфекции в них изменяется экспрессия белков, необходимых для фильтрации, таких как нефрин. Именно подобные изменения могли бы вызвать гломерулопатию, наблюдаемую у пациентов с тяжелой формой COVID-19. Кроме того, вирус размножался в подоцитах и мог распространяться.

В дальнейшем команда из Университета Дьюка планирует изучить, как различные варианты SARS-CoV-2 ведут себя в клетках почек. С появлением новых штаммов коронавируса повреждения почек происходят реже; возможно, они менее опасны для подоцитов.