Метаболическая активность иммунных клеток и метаболиты плазмы предскажут тяжесть протекания COVID-19

Ученые из США исследовали метаболиты плазмы крови и метаболическую активность основных классов иммунных клеток у 198 пациентов с COVID-19. Лучше всего предсказывала тяжесть протекания болезни совместная оценка этих метаболических профилей. Однако авторы считают, что выживаемость можно оценить всего по пяти метаболитам плазмы.

Credit:
thanarak | 123rf.com

До сих пор не вполне понятно, почему у одних людей коронавирусная инфекция протекает бессимптомно, а у других приводит к смерти. Ученые из США проанализировали 374 образца крови от 198 пациентов с COVID-19. С помощью мультиомного анализа они оценили метаболомные профили плазмы крови и транскриптом в иммунных клетках. Авторы показали, что 227 и 510 метаболитов из 1050 измеренных положительно или отрицательно коррелировали с тяжестью протекания заболевания.

Фенилаланин — маркер риска смертности при тяжелых инфекциях — и все его метаболиты положительно коррелировали с тяжелым течением COVID-19. Положительная корреляция была также с уровнем маннозы, что авторы исследования связывают с олигоманнозными остатками на S-белке SARS-CoV-2. Возможно, повышенный уровень маннозы отражает высокую вирусную нагрузку. Высокие уровни глюкозы, линолевой кислоты и кетоновых тел коррелировали с тяжелым протеканием болезни, что отражает важную роль анаэробного метаболизма при COVID-19, а также воспаления. Отрицательная корреляция наблюдалась у сфинголипидов и глицерофосфолипидов, важных для синтеза цитокинов и устойчивости к гипоксическому стрессу, а также у глутамина.

В иммунных клетках метаболизм глутатиона положительно коррелировал с тяжестью заболевания, а катаболизм арахидоновой кислоты, важного предшественника простагландинов и лейкотриенов, — отрицательно. Очевидно, что при COVID-19 происходит перепрограммирование метаболических процессов в иммунных клетках.

После этого оценили уровень экспрессии 1387 генов, относящихся к метаболическим путям, в иммунных клетках. Для основных типов клеток были характерны вполне определенные метаболические профили. В период тяжелой болезни преобладали метаболически активные субпопуляции CD4+ Т-клеток, естественных киллеров и моноцитов, но особенно CD8+ T-лимфоцитов и В-клеток. В период выздоровления сильно снижалась метаболическая активность B-клеток и, в меньшей степени, естественных киллеров.

Авторы считают, что лучше всего для прогнозирования состояния пациента подходит совместная оценка профилей метаболитов плазмы и отдельных типов иммунных клеток. Но если рассматривать только метаболиты плазмы, то важнейшую роль в предсказании выживаемости играют пальмитоил-линолеоил-глицерин (16:0/18:2), α-кетобутират, 1-пальмитоил-2-олеоил-глицерофосфоэтаноламин (16:0/18:1), ацетоацетат и мальтоза.

Еще о прогнозе течения COVID-19 по метаболому. 

Источник

Lee J.W., et al. Integrated analysis of plasma and single immune cells uncovers metabolic changes in individuals with COVID-19 // Nature Biotechnology (2021). Published online 06 September 2021. DOI: 10.1038/s41587-021-01020-4

Добавить в избранное

Вам будет интересно