Zakażenie wirusem SARS-CoV-2 zmienia biomechaniczne właściwości czerwonych i białych krwinek, w niektórych przypadkach nawet na kilka miesięcy, co może tłumaczyć tzw. długi ogon Covid-19 – dowiedli naukowcy z Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin w Erlangen (Niemcy).
Korzystając z cytometrii odkształcalności w czasie rzeczywistym po raz pierwszy wykazali oni, że Covid-19 znacząco zmienia rozmiar i sztywność czerwonych i białych krwinek, a efekt ten utrzymuje się nawet do kilku miesięcy po zakażeniu. Może to tłumaczyć, dlaczego niektóre osoby dotknięte chorobą skarżą się na jej objawy jeszcze długo po przebyciu infekcji.
Duszność, zmęczenie i bóle głowy – to najczęstsze z długotrwałych skutków Covid-19. Niektórzy pacjenci cierpią na nie jeszcze po sześciu miesiącach, a nawet dłużej. Jednak co leży u podstaw zjawiska zwanego „długim ogonem Covid-19” – nadal nie wiadomo.
Ponieważ w przebiegu choroby często dochodzi do upośledzenia krążenia krwi, występują niebezpieczne niedrożności naczyń i ograniczony transport tlenu, uważa się, że to te zjawiska mogą odpowiadać za uciążliwe dolegliwości u covidowych ozdrowieńców. A kluczową rolę odgrywają tu najprawdopodobniej komórki krwi i ich właściwości fizyczne.
Aby zbadać ten aspekt, zespół naukowców kierowany przez profesorów Markétę Kubánkovą, Jochena Gucka i Martina Krätera mierzył parametry czerwonych i białych krwinek. „Wykryliśmy wyraźne i długotrwałe zmiany w tych komórkach: zarówno podczas ostrej infekcji, jak i po jej zakończeniu” – informuje prof. Guck.
Do analizy komórek krwi naukowcy użyli opracowanej przez siebie metody zwanej cytometrią odkształcalności w czasie rzeczywistym (RT-DC), która została niedawno nagrodzona prestiżową nagrodą Medical Valley Award. W metodzie tej z dużą prędkością przesyła się komórki krwi przez wąski kanał, w skutek czego dochodzi do rozciągania leukocytów i erytrocytów. Specjalna kamera z mikroskopem rejestruje każdą komórkę, a unikalne oprogramowanie określa, jakie typy komórek są obecne w próbce oraz jak są one duże i zdeformowane. W ciągu jednej sekundy metoda pozwala na analizę 1000 komórek krwi. Zdaniem twórców, może być też przydatna jako system wczesnego ostrzegania w wykrywaniu przyszłych pandemii przez nieznane wirusy
Teraz biofizycy z Erlangen zbadali przy jej użyciu ponad cztery miliony komórek krwi pobrane od 17 pacjentów ciężko chorych na Covid-19 oraz od 14 ozdrowieńców i 24 zdrowych osób, które nigdy nie przeszły infekcji SARS-CoV-2.
Odkryli, że wielkość i odkształcalność czerwonych krwinek u osób chorych znacznie odbiegały od tożsamych parametrów u osób zdrowych. Wskazuje to, zdaniem badaczy, że SARS-CoV-2 uszkodził te komórki i może wyjaśniać zwiększone ryzyko niedrożności naczyń oraz powstawania zatorów w płucach. Także zaopatrzenie w tlen, które jest jednym z głównych zadań erytrocytów, może być upośledzone u osób zakażonych.
Eksperyment wykazał również, że limfocyty u pacjentów z Covid-19 były bardziej miękkie, co zazwyczaj wskazuje na silną reakcję immunologiczną. Podobne zjawisko zaobserwowano dla neutrofili – kolejnej grupy białych krwinek zaangażowanych we wrodzoną odpowiedź immunologiczną. Komórki te pozostały drastycznie zmienione nawet siedem miesięcy po przebyciu infekcji.
„Podejrzewamy, że zakażenie zmienia cytoszkielet komórek odpornościowych, który w dużej mierze odpowiada za ich funkcje” – wyjaśnia prof. Kubánková. Jej zdaniem cytometria odkształcalności w czasie rzeczywistym może być rutynowo stosowana w diagnostyce Covid-19, a nawet służyć jako system wczesnego ostrzegania przed przyszłymi pandemiami powodowanymi przez nieznane dotąd wirusy.
Praca źródłowa: https://doi.org/10.1101/2021.02.12.429482 („Biophysical Journal”).
Katarzyna Czechowicz, fot. pixabay.com
Data publikacji: 03.07.2021 r.
