Гипотеза Черной королевы

Пока весь мир ищет лекарства или вакцину против коронавируса, коллектив ученых из России и ЕС во главе со швейцарской ассоциацией Gene Learning предлагает сосредоточиться на методах лечения, которые уменьшат тяжесть заболевания и соответственно повысят выживаемость. Лечение пневмонии и сепсиса как наиболее распространенных причин смерти от коронавируса должно стать приоритетным направлением экстренной терапии. Gene Learning предлагает эффективный инструмент прогнозирования смертности от инфекционного сепсиса и демонстрирует, что дисфункции митохондрий и пероксисом, критически вовлеченных в развитие патологических состояний, можно эффективно лечить с помощью метиленового синего и фенилбутирата - дешевых и безопасных лекарств.

Быстрое распространение нового коронавируса по всему миру заставляет нас вспомнить пандемию испанского гриппа 1918 года. Недавно появившийся вирус SARS-CoV-2 характеризуется быстрым распространением и высокой смертностью. В настоящее время не существует вакцины от коронавируса, и фарм. компании, ученые ищут лекарства для облегчения симптомов COVID-19 и пытаются разработать эффективную вакцину. Но эта гонка бесконечна. В следующий раз снова придется искать новые чудодейственные лекарства и вакцины.

Ситуация очень напоминает гонку Черной Королевы из Алисы в Зазеркалье, где нужно бежать изо всех сил, чтобы оставаться на месте. В биологии эта метафора известна как гипотеза Черной Королевы, которая описывает эволюционную гонку между хозяином (человеком) и паразитом (вирусами, бактериями), которые для того, чтобы выжить, постоянно приспосабливаются и эволюционируют бок о бок в ответ на наступательные и защитные действия друг против друга. Иными словами, мы всегда должны «бежать» или адаптироваться, чтобы оставаться на одном месте. Иначе мы вымрем.

Сейчас все силы брошены на поиск и создание целевых лекарств и вакцин против коронавируса. В то же время количество зараженных и умерших увеличивается. Как говорит Черная Королева «чтобы куда-то попасть, надо бежать как минимум вдвое быстрее!». Это означает, что параллельно разработке вакцины необходимо сосредоточиться на методах лечения, снижающих риск смертности пациентов от пневмонии и сепсиса, которые развиваются как результат избыточной реакции врожденного (неспецифического) иммунитета.

Научные данные показывают, что у 15% тяжело больных пациентов с COVID-19 развивается острая дыхательная недостаточность, требующая интубации и искусственной вентиляции легких, а это увеличивает риск бактериальной инфекции в легких и, следовательно, сепсиса. Согласно данным авторитетного журнала Lancet, почти четверть всех смертей в мире вызвана сепсисом. Так как лечения, доказавшего свою эффективность против вируса, пока нет, лечение сепсиса становится приоритетом. Это включает в себя поиск новых лекарств против сепсиса и прогнозирование клинического исхода (риска смертности). Однако, неоднородная природа сепсиса делает его лечение очень сложным. Проведенное специалистами из РФ (ИЦиГ СО РАН), Нидерландов и Швейцарии исследование показало, что определенное значение в развитии патологического состояния при сепсисе может иметь т.н. «генный шум», дисбалансы в экспрессии генов в клетках иммунной системы: анализ показал, что этот показатель позволяет с высокой точностью прогнозировать течение заболевания и вероятность летального исхода. Также было обнаружено, что развитие патологии зависит от дисфункции митохондрий и пероксисом, которые играют ключевую роль в патогенезе сепсиса, что позволяет рассчитывать на положительный эффект при терапии хорошо известными препаратами - метиленовым синим и фенилбутиратом.

Метиленовый синий, впервые синтезированный в 1876 году, имеет долгую историю клинического применения. Это безопасный, дешевый и эффективный препарат, включенный в список основных лекарственных средств ВОЗ. В организме больного метиленовый синий одновременно выполняет две функции: восстанавливает митохондриальное дыхание и ингибирует выработку оксида азота, повышенное содержание которого является одним из основных признаков сепсиса, связанных с негативным прогнозом. Фенилбутират является препаратом, который восстанавливает биогенез пероксисом и способствует выводу азота из организма при гипераммонемии, возникающей при нарушении функции печени, что зачастую приводит к смерти при сепсисе. Таким образом фенилбутират также представляется перспективным препаратом в лечении сепсиса.

Метиленовый синий и фенилбутират, дешевые и безопасные лекарственные средства, имеют большой потенциал в качестве вспомогательного лечения пневмонии и сепсиса как наиболее распространенной причины смерти от COVID-19. Для адекватного противостояния новым патогенам здравоохранение должно располагать средствами универсального симптоматического лечения, применение которых позволяет выиграть время, необходимое, как для формирования специфического иммунитета у пациентов, так и для создания научными учреждениями и фарм. компаниями целевых лекарственных препаратов и вакцин.

Юрий М. Мошкин

Исследование опубликовано в BioRciv: Discovery of pharmaceutically-targetable pathways and prediction of survivorship for pneumonia and sepsis patients from the view point of ensemble gene noise.