Почему у лиц с сахарным диабетом развивается тяжелая форма COVID-19?

Во время пандемии COVID-19 врачи отмечали, что риск развития тяжелой формы заболевания и даже летального исхода повышен у определенных групп пациентов. Так, сахарный диабет II типа — заболевание, которое диагностируют у более 10% населения США, — является одним из основных факторов риска развития тяжелого течения COVID-19. В новом исследовании, проведенном учеными из Мичиганского университета (University of Michigan) определен биохимический механизм, поясняющий эту связь.

Вероятно, причиной является фермент SETDB2 (регуляторная трансфераза, принимает участие в таких биологических процессах, как альтернативный сплайсинг, митоз, клеточный цикл). Этот фермент выявляют в трофических язвах у больных сахарным диабетом. Кэтрин Галлахер (Katherine Gallagher), доктор медицины мичиганских отделений хирургии, микробиологии и иммунологии, исследователь У. Джеймс Мелвин (W. James Melvin), доктор медицины, и его коллеги, работая в лаборатории, решили исследовать возможную связь между уровнем данного фермента и развитием воспалительного процесса у пациентов с COVID-19 в отделении интенсивной терапии.

В исследованиях на мышах, зараженных коронавирусом, они выявили у особей с сахарным диабетом сниженный уровень SETDB2 в макрофагах — иммунных клетках, принимающих участие в развитии воспалительной реакции. В своих дальнейших исследованиях они отмечали сходную картину — снижение уровня данного фермента в моноцитах и макрофагах в крови пациентов с сахарным диабетом и тяжелой формой COVID-19.

У. Дж. Мелвин считает, что его исследовательской группе удалось выявить причину развития цитокинового шторма.

У. Дж. Мелвин и К. Галлахер отметили, что в мышиной модели и в клиническом исследовании выраженность воспалительной реакции усиливалась пропорционально снижению уровня SETDB2. Кроме того, они установили, что сигнальный путь JAK1/STAT3 регулирует уровень SETDB2 в макрофагах у больных коронавирусной инфекцией (сигнальный путь JAK-STAT играет важную роль в регуляции иммунных процессов, делении и гибели клеток, а также опухолевого роста).

Эти данные потенциально помогут в разработке новых методов лечения. Так, в предыдущем исследовании, проведенном в лаборатории, установлено, что при заживлении ран уровень интерферона, противовирусного цитокина, связан с уровнем SETDB2. В своем новом исследовании ученые установили, что в сыворотке крови пациентов с сахарным диабетом и тяжелым течением COVID-19, которые проходили лечение в отделении интенсивной терапии, уровень интерферона-бета был ниже, чем у больных без сахарного диабета.

К. Галлахер прокомментировала, что интерферон в качестве потенциального лекарственного средства изучали на протяжении всей пандемии в качестве средства потенциальной терапии, при этом предпринимались попытки повысить или снизить уровень интерферона. Она считает, что эффективность интерферона в каждом конкретном случае зависит как от особенностей пациента, так и от времени применения.

Чтобы подтвердить этот факт, группа исследователей вводила бета-интерферон мышам с сахарным диабетом, инфицированным коронавирусом. После введения бета-интерферона у мышей было отмечено повышение уровня SETDB2 и снижение уровня провоспалительных цитокинов.

К. Галлахер пояснила, что их цель — определить, уровень каких цитокинов контролируется SETDB2. Уровень таких цитокинов, как интерлейкин-1B, фактор некроза опухоли альфа и интерлейкин- 6, как известно, повышается при COVID-19,

SETDB2 регулируется интерфероном (чем больше интерферона, тем выше уровень фермента), кроме того, в регуляции принимают участие JaK1 и STAT3.

Это важно, добавила К. Галлахер, потому что идентификация сигнального пути, регулирующего уровень этого фермента, позволит разработать лекарственные средства, влияющие на этот уровень.

У. Дж. Мелвин и К. Галлахер надеются, что результаты данного исследования послужат источником информации для последующих клинических исследований интерферона и эпигенетических мишеней в лечении COVID-19. В своей исследовательской работе они также подчеркивают необходимость определения оптимальных сроков применения клеточной специфической терапии и адаптации ее применения, обращая внимание на анамнез пациентов, особенно больных сахарным диабетом.

У. Дж. Мелвин заключил, что потенциально лечение интерфероном пациентов с сахарным диабетом на ранних стадиях инфицирования может быть клинически эффективным.

По материалам www.medicalxpress.com/news/