SARS-CoV-2 не заражает клетки эндотелия сосудов

Клинические проявления коронавирусной инфекции самые разные, и тяжесть варьируется от легкой гипертермии и потери обоняния до тяжелого поражения легких, которое развивается примерно у 30% госпитализированных пациентов. Часто оно связано с отеком, эндотелиитом, тромбозом и другими сосудистыми патологиями. Тромботические и микрососудистые осложнения нередки, даже когда болезнь протекает достаточно легко. Но пока неясно, инфицирует ли SARS-CoV-2 напрямую клетки внутренней стенки сосудов (эндотелий), или нет.

Австралийские исследователи выяснили, что поражать сами сосуды вирус практически не способен, а сердечно-сосудистые осложнения COVID-19 вызваны воспалением эндотелия, которое запускается в ответ на инфицирование соседних клеток дыхательных путей. Исследование проводили на аутопсийных образцах, на культурах первичных эндотелиальных клеток пупочной вены человека (HUVEC) и эндотелиальных клеток микрососудов из легких человека (HMVEC-L).

В аутопсийных срезах легких десяти умерших пациентов с COVID-19 ученые с помощью РНКскопа искали мРНК SARS-CoV-2. В эндотелиальных клетках они мРНК не обнаружили.

Авторы смотрели in vitro, экспрессируют ли клетки эндотелия HUVEC и HMVEC-L рецептор ACE2 и протеазу TMPRSS2. Эти белки необходимы для успешного инфицирования клеток коронавирусом. По сравнению с бессмертной линией эпителиальных клеток (Calu-3), которые восприимчивы к SARS-CoV-2, уровень экспрессии ACE2 в HUVEC и HMVEC-L был низким. Протеазы TMPRSS2 в эндотелиальных клетках тоже было немного. Попытка заражения этих клеток ожидаемо не привела к их инфицированию и репликации вируса.

Затем авторы проверили, может ли более высокий титр вируса обеспечить инфицирование эндотелиальных клеток. В таких условиях вирус проникал в клетки, но все равно не реплицировался в них, и со временем его титр уменьшался.

Чтобы убедиться, что репликацию вируса ограничивает именно низкая экспрессия ACE2, авторы стабильно сверхэкспрессировали этот белок в клетках HMVEC-L. В таких клетках уровень репликации коронавируса был сопоставим с ее уровнем в клетках Calu-3.

Таким образом, коронавирус действительно не поражает эндотелиальные клетки сосудов. Однако ученые обнаружили, что когда HMVEC-L подвергают непосредственному воздействию вируса, в них повышается экспрессия ICAM-1. Этот белок вырабатывается при воспалении и позволяет иммунным клеткам (моноцитам, нейтрофилам и другим) эффективно проникать в ткани. Также при вирусном воздействии эти клетки вырабатывают больше цитокинов CXCL10 и IL-6.

При кокультивации с инфицированными клетками Calu-3 клетки эндотелия также вырабатывали ICAM-1 и цитокины. Эпителиальные клетки продуцируют ключевые цитокины, такие как IL-6, интерфероны типа I и III и CXCL10. Даже умирающие эпителиальные клетки могут выделять клеточные алармины или вирусные РНК и белки, способствующие воспалению. Все это вызывает воспалительный ответ в соседних клетках эндотелия, однако эти воспаленные клетки остаются невосприимчивыми к инфекции SARS-CoV-2.

«Знание, что сердечно-сосудистые осложнения COVID-19 вызваны воспалением, а не самим вирусом, поможет нам разработать правильные методы лечения и лучше понять, как и почему возникают эти осложнения», — отмечает автор статьи Лариса Лабзин, иммунолог Института молекулярной биологии Квинслендского университета.