Перевести дыхание: найден метод сохранить легкие пациентов с COVID-19
Врачи предложили новый способ борьбы с осложнениями COVID-19, вызывающими значительное повреждение легочной ткани. Введенные в кровь пациента стволовые клетки должны предотвратить излишне бурную реакцию иммунной системы, которая приводит к острому респираторному дистресс-синдрому (ОРДС) — состоянию, когда легкие теряют способность насыщать кровь кислородом. Именно этот синдром, по данным российских медиков, является основной причиной смерти больных с коронавирусом. Предложенный метод не только поможет сохранить людям жизнь, но и сбережет значительную часть их дыхательной системы. Сегодня в Швеции готовится первый этап клинического испытания новой методики на пациентах с COVID-19.
Когда иммунитет — враг
По данным главного врача больницы в Коммунарке Дениса Проценко, причиной смерти около 80% пациентов с COVID-19 становится острый респираторный дистресс-синдром. В ответ на вирусное или бактериальное заражение организм начинает выделять противовоспалительные вещества цитокины, которые активируют лейкоциты, способные уничтожать чужеродные частицы. Однако активированные лейкоциты, в свою очередь, также выделяют цитокины, приводя к лавинообразному росту их концентрации. В некоторых случаях этот процесс выходит из-под контроля, и чрезмерная воспалительная реакция нарушает газообмен в легких — они теряют способность насыщать кровь кислородом. Это и называется острым респираторным синдромом.
На SARS-CoV-2 иммунная система часто именно так и реагирует — вызывает цитокиновый шторм и в тяжелых случаях ОРДС. Сегодня не существует научно обоснованного объяснения такой особенности нового коронавируса. Однако можно предположить, что на ранних этапах после инфицирования вирус скрывается от иммунной системы внутри эпителиальных клеток дыхательной системы, в частности в легких, где накапливается значительное количество вирусных частиц. А потом они резко атакуют организм.
Сейчас у пациентов с COVID-19 цитокиновый шторм лечат с помощью веществ, подавляющих иммунитет. То есть их использование приводит к значительному ослаблению всего организма. Коллектив ученых из Академического госпиталя Упсальского университета (Швеция) разработал метод для предотвращения цитокинового шторма, не ослабляющий организм пациента. Он заключается в применении мезенхимальных стромальных клеток (МСК) для лечения ОРДС. Такие клетки обладают свойством управлять деятельностью иммунной системы. Если ее реакция слишком сильная, они ее подавляют.
— Новым методом было вылечено двое пациентов с ОРДС, вызванным осложнениями вируса гриппа, — рассказал доцент кафедры хирургических наук Академического госпиталя Упсальского университета Сергей Родин. — Оба пациента потеряли способность самостоятельно дышать, длительное время находились на аппарате экстракорпоральной мембранной оксигенации (ЭКМО), их состояние ухудшалось, и вероятность летального исхода превышала 95%. После введения мезенхимальных стромальных клеток из костного мозга здорового донора наблюдалось улучшение насыщения крови кислородом и снижение экспрессии маркеров воспаления. В итоге пациентов отключили от аппарата ЭКМО, они выздоровели.
Пандемия коронавируса резко увеличила количество пациентов с ОРДС, и, возможно, предполагают врачи, стволовые клетки помогут бороться и с осложнениями, вызванными SARS-CoV-2.
Плюсы и минусы
Мезенхимальные стволовые клетки производят из костного мозга доноров на специальных клеточных фабриках и хранят в замороженном виде. Перед применением их размораживают и вводят в кровоток пациентов вместе с солевым раствором — таким образом, чтобы клетки попадали в легкие перед прохождением через печень. Для получения терапевтического эффекта необходимо использовать от 1 до 2 млн клеток на килограмм массы пациента.
— МСК обладают способностью находить и подавлять локальные очаги воспаления, — добавил Сергей Родин. — Предположительно, эти клетки влияют на иммунную систему несколькими способами. Во-первых, они производят молекулярные сигналы, которые снижают активность иммунной системы. Во-вторых, они индуцируют регуляторные клетки, которые не только подавляют иммунный ответ, но и способны делать это длительное время после исчезновения самих МСК. Кроме того, МСК теоретически должны передавать собственные митохондрии (по сути, энергетические станции) пораженным клеткам и переключать «программу» иммунной системы пациента с разрушения на восстановление тканей.
На текущий момент получено разрешение и готовится первый этап клинического испытания на девяти пациентах с COVID-19, который вызвал у них ОРДС. Испытание будут проводить на базе Академического госпиталя Упсальского университета. Целью первого этапа станет проверка безопасности этой методики и, в частности, оценка побочных эффектов применения МСК для лечения ОРДС у пациентов с COVID-19.
Несомненное преимущество мезенхимальных стромальных клеток заключается в том, что они могут влиять на иммунный ответ и тем самым сглаживать остроту его проявления. Именно это позволяет успешно осуществлять их трансплантацию. К тому же эти клетки умирают в течение 48 часов после попадания в кровяное русло пациента, успевая перед этим проявить свои положительные качества. Их часто называют «камикадзе клеточной медицины».
— На сегодняшний момент нет эффективных технологий для борьбы с ОРДС, — подчеркнул руководитель лаборатории геномной инженерии МФТИ Павел Волчков. — Пневмонию победить мы можем, но восстановление после нее легких представляет большую проблему. Цитокиновый шторм приводит к тому, что легкие значительно повреждаются — их клетки уничтожаются, причем не только инфицированные, но и соседние. В итоге пациент если и выживает, то выходит из больницы с уменьшенным объемом легких, функциональная ткань которых заменяется соединительной. Терапия же МСК гасит цитокиновый шторм, тем самым сохраняя значительную часть легочной ткани. Правда, вопрос о точном механизме работы этих клеток пока остается открытым.
По словам специалиста кардиохирургической реанимации Российского научного центра хирургии имени академика Б.В. Петровского Романа Комнова, одна из проблем применения стволовых клеток при ОРДС — их дороговизна. Само количество случаев возникновения этого синдрома настолько велико, что шанс разрешения министерствами здравоохранения на постоянной основе данной методики крайне мал. Также эксперта смущает тот факт, что в прежних работах по применению стволовых клеток, например при инфаркте миокарда, не было получено четких доказательств их терапевтической пользы. К тому же не очень понятно, как именно МСК «находят» очаги поражения, и, как следствие, возникает вопрос, где они осядут. Кроме того, такие клетки могут способствовать возникновению злокачественных заболеваний.
— Возникает много вопросов по данному способу, — заключил эксперт. — Хотя сама работа очень интересная, но обязательно нужны большие дополнительные исследования, доказывающие эффективность методики.
В случае если метод окажется безопасным, следующей фазой исследований станет доказательство эффективности его применения. Для этой цели одной группе пациентов будут вводить мезенхимальные стромальные клетки, а второй, контрольной, — обычный солевой раствор. Обе группы будут содержать по несколько десятков пациентов с ОРДС, вызванным COVID-19.
