Искусственная вентиляция легких и риск альвеолярных повреждений у пациентов с COVID-19

Природный механизм защиты альвеол в условиях механического стресса

Респираторный дистресс-синдром (РДС) может возникать в результате травматических повреждений, сепсиса, пневмонии, в частности на фоне COVID-19. Указанный состояние характеризуется нарушением целостности альвеолярно-капиллярного барьера и развитием отека легких, сопровождающееся снижением оксигенации и эластичности тканей, а также формированием инфильтратов легочной паренхимы [3]. Сейчас в условиях продолжающейся пандемии COVID-19 частота случаев РДС существенно возросла. Несмотря на то что поддерживающая терапия с использованием искусственной вентиляции легких (ИВЛ) является стандартом лечения пациентов с РДС, повышение давления в дыхательных путях, возникающая при механической вентиляции, может усугублять расстройство дыхания вследствие явления, известного как вентилятор-индуцированное повреждение легких. К сожалению, полное устранение влияния последствий механического повреждения во время вентиляции легких невозможно. Отсутствуют также и фармакологические методы лечения или предотвращения повреждений легочной ткани у пациентов, нуждающихся в ИВЛ [2].

В работе, выполненной учеными Государственного университета Огайо (Ohio State University), США, предложен альтернативный подход в предотвращении развития альвеолярных повреждений на фоне ИВЛ за счет усиления природных противовоспалительных клеточных процессов. В частности, определено молекулярный фактор, микроРНК-146а (miR-146a), который способен блокировать синтез провоспалительных белков, которые активируются при участии альвеолярных макрофагов в условиях механического стресса. В экспериментальных условиях было применено наночастицы — носители miR-146a с целью противодействия воспалительному процессу, индуцированном механическим повреждением альвеол [1]. Материалы исследования опубликованы в издании «Nature Communications» 12 января 2021

miR-146a — механозалежний регулятор иммунного ответа

В проведенном исследовании авторы опирались на то, что использование ИВЛ создает условия реализации негативного влияния факторов механического повреждения, а нарушение целостности легочного барьера является триггером высвобождения провоспалительных медиаторов, изменений регуляции активных генов и некодирующих нуклеотидов, включая микроРНК. На первоначальном этапе экспериментальных наблюдений было идентифицировано miR-146a — механочутливу микроРНК альвеолярных макрофагов, экспрессия которой активируется механическим стрессом, а функция заключается в угнетении каскада провоспалительных процессов в ответ на повреждение. Указанный промежуточный вывод стал основой тезиса о том, что miR-146a имеет реальный терапевтический потенциал в уменьшении выраженности альвеолярных повреждений во время ИВЛ.

В дальнейшем изучение динамики экспрессии miR-146a проводили с использованием гуманизированных систем in vitro, Моделей патологического состояния у лабораторных животных, а также образцов биоматериала пациентов. Прежде всего, установлено, что естественное умеренный рост эндогенного miR-146a после механического стресса в результате вентиляции является все же недостаточным для предотвращения развития легочных повреждений. Однако экспериментально вызванное искусственное повышение экспрессии miR-146a в альвеолоциты, которые затем испытывали механическим давлением, сопровождалось уменьшением выраженности воспалительного процесса в ответ на механическое повреждение. Поэтому на следующем этапе работы было предложено использовать наноплатформу для доставки miR-146a в легочную ткань лабораторных животных с моделируемым РДС. Это позволило добиться повышения уровня miR-146a, который превышал предыдущие показатели в 10 тыс. Раз и обеспечивал развитие желаемого защитного эффекта.

практическое значение

Согласно выводам исследователей, полученные в работе данные свидетельствуют о том, что эндогенное увеличение количества miR-146a при механической вентиляции является компенсаторной реакцией, которая частично ограничивает альвеолярное повреждение. Поэтому использование нанотехнологий доставки miR-146a может стать потенциально эффективной стратегией уменьшения повреждений легочной ткани при использовании ИВЛ.

1. Bobba CM, Fei Q., ​​Shukla V. et al. (2021) Nanoparticle delivery of microRNA-146a regulates mechanotransduction in lung macrophages and mitigates injury during mechanical ventilation. Nat. Commun., Jan. 12. doi: 10.1038 / s41467-020-20449-w.
2. Neto AS, Cardoso SO, Manetta JA et al. (2012) Association between use of lung-protective ventilation with lower tidal volumes and clinical outcomes among patients without acute respiratory distress syndrome: a meta-analysis. JAMA, 308: 1651-1659.
3. Thompson BT, Chambers RC, Liu KD (2017) Acute respiratory distress syndrome. N. Engl. J. Med., 377: 562-572.

Н.А. Савельева-Кулик,
Редакция журнала «Украинский медицинский журнал»