COVID-19 может напрямую заражать и повреждать клетки почек человека

Вирус, вызывающий COVID-19, SARS-CoV-2, может напрямую инфицировать специализированный тип клеток почек. Открытие помогает объяснить, почему острая почечная недостаточность является одним из основных осложнений, наблюдаемых у пациентов с тяжелым течением COVID-19, считают биомедицинские инженеры и вирусологи из Университета Дьюка.


Исследование появилось онлайн 20 апреля в журнале Границы клеточной биологии и биологии развития.

Когда в начале 2020 года COVID-19 начал распространяться по миру, врачи знали, что вирус в первую очередь поражает клетки дыхательных путей. Но по мере того, как число случаев заболевания начало расти, врачи были удивлены, увидев, что у многих пациентов, особенно с тяжелой формой COVID-19, также развиваются повреждения почек.

Эта проблема привлекла внимание Самиры Муса, когда она посетила виртуальный симпозиум весной 2020 года. Муса, доцент кафедры биомедицинской инженерии и медицины в Университете Дьюка, слушал, как врачи представляли исследования, в которых описывалось, как пациенты, у которых никогда не было проблем с почками. у них развилось заболевание почек после того, как они заболели COVID-19.

«Было шокировано слышать, как врачи описывают, как у здоровых пациентов внезапно развилась травма почек, и им потребовался диализ после заражения SARS-CoV-2», — сказал Мусах. «Было ясно, что вирус что-то делает с почками, но это было так рано в пандемии, что никто не был уверен, что происходит».

В предыдущей работе Муса и ее команда показали, что они могут управлять плюрипотентными стволовыми клетками, индуцированными человеком, для развития и созревания в функциональные подоциты, которые представляют собой особый тип почечных клеток, который помогает контролировать удаление токсинов и отходов из крови. Мусах и Титилола Каледжайе, научный сотрудник лаборатории, хотели посмотреть, смогут ли они использовать эту модель, чтобы определить, как и почему SARS-CoV-2 способен повреждать клетки почек.

В качестве доказательства концепции Каледжайе первоначально работал с псевдовирусной версией SARS-CoV-2. Эти псевдовирусы разработаны для имитации характеристик конкретных вирусов, но не способны продуцировать способные к репликации вирусные частицы, что делает их безопасными для использования в широких исследованиях. После введения псевдовируса в свою клеточную модель подоцитов Каледжайе обнаружил, что спайковый белок вируса может напрямую связываться с многочисленными рецепторами на поверхности подоцитов.

«Мы обнаружили, что вирус особенно хорошо связывается с двумя ключевыми рецепторами на поверхности подоцитов, и этих рецепторов много в этих почечных клетках», — объяснил Каледжайе, который также является первым автором статьи. «Изначально было сильное поглощение вируса, и мы также обнаружили, что, когда вы увеличиваете дозу вируса, поглощение увеличивается еще больше. Похоже, что вирус имеет сильное сродство к этим почечным клеткам».

Чтобы протестировать свою модель подоцитов с реальным вирусом SARS-CoV-2, Мусах и Каледжайе объединились с Марией Блази, доцентом медицины в Университете Герцога и исследователем Института вакцин для человека в Университете Герцога. До пандемии Блази изучал, как вирусы, в том числе ВИЧ, заражают и повреждают другое подмножество клеток почек, называемое эпителиальными клетками почечных канальцев.