Почему COVID-19 поражает только определенные органы?

При тяжелом течении COVID-19 патологический процесс может затрагивать не только легкие, но и другие органы, такие как сердце, почки и некоторые компоненты нервной системы. Казалось бы, кроме перечисленных органов, вирус ничего больше не поражает.

Эрнесто Эстрада из университета Сарагосы и Фонда научных исследований представительства Арагоны в Испании стремится понять, каким же образом повреждения распространяются по организму столь выборочно, а не затрагивают все тело целиком. Полученные результаты были описаны ученым в журнале «Chaos» от AIP Publishing.

Для того, чтобы проникнуть в клетки человеческого организма, коронавирус взаимодействует с широко представленным во многих клетках мембранным белком, который называется ангиотензинпревращающий фермент 2 (АПФ2).

«Этот рецептор есть в клетках большинства органов человека; если вирус циркулирует в организме, то он может проникать в другие органы (помимо вышеперечисленных — прим. ред.) и воздействовать на них, — рассказал Эстрада. — Однако вирус избирательно поражает только некоторые органы, а не все, как следовало бы ожидать в контексте рассматриваемых потенциальных механизмов».

Когда вирус попадает в клетку, его белки взаимодействуют с белками организма, и посредством этого реализуют свои эффекты. Возбудитель COVID-19 поражает только часть органов; на этом основании Эстрада предполагает, что должен существовать другой путь для распространения вируса. Для того, чтобы это выяснить, он изучил перемещения белков, превалирующих в легких, и то, как они взаимодействуют с белками других органов. 

«Для того, чтобы два белка нашли друг друга и вступили во взаимодействие, сформировав комплекс, необходимо, чтобы они двигались в клетке субдиффузионно», — говорит Эстрада.

Ученый сравнивает субдиффузионное движение с походкой пьяницы, идущего по многолюдной улице. Толпа является препятствием для его перемещения и усложняет достижение места назначения. 

Точно так же и белки в клетке сталкиваются с многочисленными препятствиями. Белкам необходимо их преодолеть для того, чтобы провзаимодействовать. Дополнительную сложность привносит тот факт, что некоторые белки могут существовать в одних и тех же клетках или органах, а другие — нет. 

Принимая во внимание этот факт, Эстрада разработал математическую модель, которая позволила ему найти в легких группу из 59 белков, которые действуют как основные активаторы, влияющие на другие органы человека. Цепочка взаимодействий, начинающаяся с этой группы, вызывает последующие изменения в других белках, что в конечном итоге влияет на состояние здоровья.

«Воздействие на некоторые из этих белков в легких при помощи уже существующих лекарств предотвратит возможные нарушения среди белков, экспрессируемых в других органах, отличных от легких, и поможет избежать таким образом полиорганной недостаточности, которая во многих случаях приводит к смерти пациента», — объяснил Эстрада.

Каким именно образом пораженные белки перемещаются между органами — пока открытый вопрос, поиску ответа на который будут посвящены будущие исследования Эстрады.