COVID-19 способен вызвать повреждение сосудов сердца

0

Междисциплинарная исследовательская группа из Геттингенского университета и Ганноверской медицинской школы (MHH) обнаружила значительные изменения в ткани сердечной мышцы у людей, умерших от COVID-19. Повреждение легочной ткани в течение некоторого времени находилось в центре внимания исследований в этой области, и в настоящее время оно тщательно изучено. Текущее исследование впервые подтверждает участие сердца в COVID-19 на микроскопическом уровне путем визуализации и анализа пораженной ткани в трех измерениях. Результаты были опубликованы в журнале eLife.

Ученые изобразили архитектуру ткани с высоким разрешением, используя синхротронное излучение—особенно яркое рентгеновское излучение-и отобразили его в трехмерном режиме. Для этого они использовали специальный рентгеновский микроскоп, созданный Геттингенским университетом и работающий на немецком электронном синхротроне DESY в Гамбурге. Они наблюдали четкие изменения на уровне капилляров (крошечных кровеносных сосудов) в ткани сердечной мышцы, когда изучали последствия тяжелой формы заболевания COVID-19.

По сравнению со здоровым сердцем рентгенография тканей, пораженных тяжелым заболеванием, выявила сеть, полную расщеплений, ветвей и петель, которые были хаотично реконструированы путем образования и расщепления новых сосудов. Эти изменения являются первым прямым визуальным свидетельством одной из основных причин повреждения легких при COVID-19: особого рода “инвагинационных ангиогенов” (что означает образование новых сосудов) в ткани.

Чтобы визуализировать капиллярную сеть, сначала необходимо было идентифицировать сосуды в трехмерном объеме с помощью методов машинного обучения. Это изначально требовало от исследователей кропотливой ручной маркировки данных изображений.

“Чтобы ускорить обработку изображений, мы также автоматически нарушили архитектуру ткани вплоть до его локальных симметричных особенностей, а затем сравнил их”, – объясняет Мариус Райхардт из Геттингенского университета и первый автор статьи. “Параметры, полученные в результате этого, показали совершенно другое качество по сравнению со здоровыми тканями или даже с такими заболеваниями, как тяжелый грипп или распространенный миокардит”, – объясняют руководители исследования, профессор Тим Салдитт из Геттингенского университета и профессор Дэнни Йонигк из MHH.

В этом исследовании есть одна особенность: в отличие от сосудистой архитектуры, требуемое качество данных может быть достигнуто с помощью небольшого источника рентгеновского излучения в лаборатории Геттингенского университета. В принципе, это означает, что это также можно было бы сделать в любой клинике, чтобы поддержать патологоанатомов рутинной диагностикой. В будущем исследователи хотят еще больше расширить подход к преобразованию характерных рисунков тканей в абстрактные математические значения, чтобы разработать автоматизированные инструменты для диагностики, опять же, путем дальнейшего развития лабораторной рентгеновской визуализации и проверки ее данными синхротронного излучения. Сотрудничество с DESY будет еще более расширено в ближайшие годы.

Комментарии закрыты