Метаболические изменения в плазме и иммунных клетках, связанные с тяжестью COVID-19, могут предсказать выживаемость пациента

Обнаружено метаболическое перепрограммирование, которое очень специфично для отдельных классов иммунных клеток (например,« киллерные »CD8 + Т-клетки,« вспомогательные »CD4 + Т-клетки, секретирующие антитела В-клетки и т. д.)

Пациенты с COVID-19 имеют разные иммунные ответы, которые приводят к исходам заболевания от бессимптомной инфекции SARS-CoV-2 до смерти. Изучив образцы крови почти 200 пациентов с COVID-19, исследователи обнаружили основные метаболические изменения, которые регулируют реакцию иммунных клеток на болезнь. Эти изменения связаны с серьезностью заболевания и могут использоваться для прогнозирования выживаемости пациентов. Результаты были опубликованы в журнале Nature Biotechnology.

«Мы знаем, что существует ряд иммунных ответов на COVID-19, и биологические процессы, лежащие в основе этих реакций, недостаточно изучены», — сказал соавтор исследования Джихун Ли, аспирант Центра исследования рака Фреда Хатчинсона. «Мы проанализировали тысячи биологических маркеров, связанных с метаболическими путями , лежащими в основе иммунной системы, и нашли некоторые ключи к разгадке того, какие иммунно- метаболические изменения могут иметь решающее значение при тяжелом заболевании. Мы надеемся, что эти наблюдения за иммунной функцией помогут другим собрать воедино то, что происходит в организме. ответ на COVID-19. Более глубокое понимание, полученное здесь, может в конечном итоге привести к более совершенным методам лечения, которые могут более точно нацеливаться на наиболее проблемные иммунные или метаболические изменения» , пишет medicalxpress.com.

Исследователи собрали 374 образца крови — по два образца на каждого пациента в течение первой недели после того, как ему поставили диагноз SARS-CoV-2, — и проанализировали их плазму и отдельные иммунные клетки. Анализ включал 1387 генов, участвующих в метаболических путях, и 1050 метаболитов плазмы.

В образцах плазмы команда обнаружила, что повышенная тяжесть COVID-19 связана с изменениями метаболитов, что предполагает повышенную иммунную активность. Кроме того, с помощью секвенирования отдельных клеток исследователи обнаружили, что каждый основной тип иммунных клеток имеет отличную метаболическую сигнатуру.

«Мы обнаружили метаболическое перепрограммирование, которое очень специфично для отдельных классов иммунных клеток (например,« киллерные »CD8 + Т-клетки,« вспомогательные »CD4 + Т-клетки, секретирующие антитела В-клетки и т. Д.) И даже подтипы клеток, а также сложное метаболическое перепрограммирование иммунной системы связаны с глобальным метаболомом плазмы и позволяют прогнозировать серьезность заболевания и даже смерть пациента », — сказал соавтор и соавтор-корреспондент доктор Япенг Су, научный сотрудник Института системной биологии. «Столь глубокое и клинически значимое понимание сложного метаболического перепрограммирования в нашей гетерогенной иммунной системе невозможно иначе получить без продвинутого многоклеточного многомерного анализа».

«Эта работа дает важные идеи для разработки более эффективных методов лечения COVID-19. Она также представляет собой серьезное технологическое препятствие», — сказал д-р Джим Хит, президент и профессор ISB и соавтор статьи. «Многие из наборов данных , которые собираются у этих пациентов, имеют тенденцию измерять очень разные аспекты болезни и анализируются изолированно. Конечно, хотелось бы, чтобы эти разные взгляды способствовали общей картине пациента. Описанный подход здесь позволяет сумме различных наборов данных быть намного больше, чем частей, и обеспечивает гораздо более богатую интерпретацию болезни ».

Исследование было проведено учеными из ISB, Онкологического исследовательского центра Фреда Хатчинсона, Стэнфордского университета, Шведского медицинского центра Института рака Св. Иоанна в Центре здоровья Сент-Джона, Вашингтонского университета, Медицинского института Говарда Хьюза.