Почему во время пандемии COVID-19 в Индии появился смертельный «черный грибок»

Когда в начале 2021 года по Индии прокатилась вторая волна COVID-19, за ней последовали десятки тысяч случаев другого, более смертельного заболевания: мукормикоза, грибковой инфекции, которая может вызывать почернение кожи и имеет смертность до 50%.

Мукормикоз, также называемый «черным грибком», до сих пор окутан тайной. Неясно, почему это обычно редкое заболевание наиболее распространено в Индии и почему его распространение резко возросло во время пандемии. Но в новой статье предполагается, что грибковая инфекция может возникать при низком уровне альбумина, наиболее распространенного белка крови.

Исследование, опубликованное в журнале Nature, может помочь выявить пациентов, подверженных риску развития мукормикоза, а также указать на потенциальную терапию, говорит Дэвид Деннинг из Манчестерского университета, который не принимал участия в исследовании. Оно также может помочь объяснить, почему COVID-19 может способствовать развитию мукормикоза. «Это действительно замечательная работа», — говорит Деннинг.

Мукормикоз может возникнуть при вдыхании спор грибковых видов, известных как мукормицеты, или при попадании их в организм через рану. Патогены выделяют токсин, который убивает окружающие ткани, окрашивая их в черный цвет, иногда в течение нескольких часов. «Он просто разъедает ткани, кости, все что угодно», — говорит Оливер Корнели, эксперт по грибковым инфекциям из Кёльнского университета, не принимавший участия в исследовании. «Это ужасно».

Мукормицеты распространены в почве и опавших листьях, но большинство людей никогда не заболевают мукормикозом. Как и другие грибковые инфекции, это заболевание чаще встречается у людей с ослабленным иммунитетом, например, в результате лечения рака или приема иммунодепрессантов после трансплантации органов. Действительно, объяснения волны мукормикоза, связанной с пандемией, в основном сосредоточены на широком использовании кортикостероидов, класса иммунодепрессантов, для лечения COVID-19. Но по неизвестным причинам мукормикоз также гораздо чаще встречается у людей, страдающих диабетом или недоеданием.

Несколько лет назад группа исследователей под руководством Георгиоса Хамилоса, врача-инфекциониста из Университета Крита, начала изучать возможный механизм возникновения мукормикоза. Десятилетия назад ученые заметили, что сыворотка крови здоровых людей сильно подавляет рост мукормицетов в клеточной культуре, тогда как сыворотка крови больных мукормикозом этого не делает. Хамилос и его коллеги подтвердили это открытие и приступили к изучению причин этого явления.

В новой статье авторы объясняют, что разница связана с количеством альбумина — белка, который транспортирует множество типов молекул и помогает поддерживать осмотическое давление в кровеносных сосудах. Когда исследователи удалили альбумин из образцов крови, взятых у здоровых людей, мукормицеты начали активно размножаться. Анализ клинических данных также показал, что низкий уровень альбумина предсказывает неблагоприятное течение мукормикоза у пациентов. А когда исследователи генетически модифицировали мышей, чтобы они не вырабатывали альбумин, эти животные оказались гораздо более восприимчивыми к инфекциям, вызываемым мукормицетами, чем обычные мыши. (В случае других грибковых инфекций разницы не наблюдалось.) Когда исследователи ввели альбумин в кровь этих мышей с нокаутированным геном, они стали лучше противостоять инфекции, сообщают Чамилос и его коллеги в новом исследовании.

Эти результаты могут помочь врачам выявлять заболевание на ранней стадии, говорит Корнели. Диагностика мукормикоза может быть сложной, и любая задержка снижает шансы пациента на выживание. «Действовать нужно очень быстро», — говорит он. Это особенно важно, поскольку мукормикоз наиболее распространен в странах с ограниченными ресурсами для медицинских исследований, добавляет Мартин Хёнигль, специалист по грибковым инфекциям из Медицинского университета Граца. «Во многих странах с высоким уровнем дохода мукормикоз на самом деле является редким заболеванием, вызываемым плесневыми грибами».

Это открытие также может стимулировать разработку методов лечения. Хамилос говорит, что его команда сейчас готовит вторую фазу исследования, в которой примут участие онкологические пациенты с низким уровнем альбумина. Половине из них будет введен альбумин, и исследователи проверят, обладает ли их сыворотка лучшей противогрибковой активностью, чем сыворотка пациентов, которые не получали этот белок. По его словам, исследование было одобрено этическим комитетом университетской больницы Левена; поскольку фармацевтические компании не заинтересованы в его поддержке — производство альбумина не приносит денег — исследователи подали заявку на финансирование в фонд. Если исследование окажется успешным, следующим этапом может стать третья фаза исследования, чтобы проверить, может ли альбумин лечить мукормикоз, говорит Хамилос.

Исследователи также получили некоторое представление о том, как альбумин подавляет рост черного грибка. Они обнаружили, что ключевую роль играют свободные жирные кислоты, многие из которых, как известно, играют роль в иммунной защите. Эти небольшие молекулы связываются с альбумином, что предотвращает их окисление, которое, в свою очередь, позволяет им проникать в грибок и препятствовать активации генов, необходимых для роста и производства опасного токсина. По словам команды Хамилоса, это, по-видимому, одна из основных линий защиты организма от этих грибков. Как только грибок начинает расти, он может обойти практически все иммунные реакции.

Этот механизм также может помочь объяснить, почему пациенты с диабетом более склонны к мукормикозу. По словам Хамилоса, в их альбумине накапливаются остатки сахара, а это значит, что он хуже связывает жирные кислоты и защищает их от окисления.

«Связь между плохим контролем диабета и мукормикозом никогда не имела удовлетворительного объяснения, а здесь мы видим правдоподобный механизм», — говорит Артуро Касадеваль, микробиолог из Школы общественного здравоохранения им. Блумберга при Университете Джонса Хопкинса, не принимавший участия в исследовании. «Что особенно интересно, так это осознание того, что молекулы, обычно не связанные с иммунитетом, могут вносить существенный вклад в защиту организма».

По словам Хамилоса, у людей с COVID-19 проблема может заключаться в том, что сильное воспаление подавляет выработку альбумина. Он добавляет, что приписывать мукормикоз, связанный с COVID-19, в первую очередь применению кортикостероидов — это «чрезмерное упрощение».