Л.А. Некрасова1, О.Ю. Нестерова2, Л.М. Самоходская3, Е.В. Сёмина4, А.А. Камалов5

1–5 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова (Москва, Россия)

4 ФГБУ НМИЦ Кардиологии имени академика Е.И. Чазова (Москва, Россия)

Постановка проблемы. Пандемия COVID-19 ставит задачу поиска маркеров, имеющих диагностическую ценность, ассоциированных с различной тяжестью течения заболевания. В настоящее время ясно, что огромную роль в патогенезе COVID-19 играет поражение кровеносных сосудов. В ряде последних работ показано, что молекулы эндотелиальной адгезии играют важную роль в процессе развития системного воспаления при COVID-19, а также обеспечивают экстравазацию иммунных клеток с возможным повреждением стенки эндотелия, в связи с чем они могут рассматриваться как маркеры неблагоприятного течения заболевания у пациентов с COVID-19.

Цель работы – систематизация данных о роли молекул эндотелиальной адгезии VCAM-1 и ICAM-1 в неблагоприятном течении COVID-19, а также изучение потенциала применения данных об активности и концентрации данных молекул в качестве предикторов тяжести течения заболевания.

Результаты. Показано, что молекулы эндотелиальной адгезии играют важную роль в процессе развития системного воспаления при COVID-19, а также обеспечивают экстравазацию иммунных клеток с возможным повреждением стенки эндотелия, в связи с чем они представляют собой перспективные маркеры патогенеза у пациентов с COVID-19.

Практическая значимость. Анализируемые исследования расширили понимание механизмов, лежащих в основе развития системной эндотелиальной дисфункции, возникающей при инфицировании вирусом SARS-Cov-2. Показана взаимосвязь повышенного уровня содержания молекул VCAM-1 и ICAM-1 в различных биологических жидкостях с тяжестью развития COVID-19.
Имеющиеся данные создают необходимость внедрения изучаемых молекул эндотелиальной адгезии и их растворимых форм в качестве биомаркеров в клиническую практику в качестве предикторов неблагоприятного исхода COVID-19.

Некрасова Л.А., Нестерова О.Ю., Самоходская Л.М., Сёмина Е.В., Камалов А.А. Анализ прогностической значимости молекул эндотелиальной адгезии VCAM-1 и ICAM-1 в отношении тяжести течения заболевания у пациентов с COVID-19 // Технологии живых систем. 2022. T. 19. № 3. С. 5-14. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700997-202203-01

1. Farghaly S. et al. Clinical characteristics and outcomes of post-COVID-19 pulmonary fibrosis: A case-control study // Medicine. United States. 2022. V. 101. № 3. P. e28639.
2. Pearson J.D. Normal endothelial cell function // Lupus. England. 2000. V. 9. № 3. P. 183–188.
3. Botts S.R., Fish J.E., Howe K.L. Dysfunctional Vascular Endothelium as a Driver of Atherosclerosis: Emerging Insights Into Pathogenesis and Treatment // Frontiers in pharmacology. 2021. V. 12. P. 787541.
4. Prasad M. et al. Viral Endothelial Dysfunction: A Unifying Mechanism for COVID-19 // Mayo Clinic proceedings. 2021. V. 96. № 12. P. 3099–3108.
5. Alvarado-Moreno J.A. et al. Morphological and functional alterations in endothelial colony-forming cells from recovered COVID-19 patients // Thrombosis research. 2021. V. 206. P. 55–59.
6. Páramo J.A. Microvascular thrombosis and clinical implications // Medicina clinica. Spain. 2021. V. 156. № 12. P. 609–614.
7. Москалец О.В. Молекулы клеточной адгезии ICAM-1 и VCAM-1 при инфекционной патологии // Тихоокеанский Медицинский Журнал. 2018. № 2 (72). С. 21–25.
8. Keskinidou C. et al. Endothelial, Immunothrombotic, and Inflammatory Biomarkers in the Risk of Mortality in Critically Ill COVID-19 Patients: The Role of Dexamethasone // Diagnostics (Basel, Switzerland). 2021. V. 11. № 7. P. 1249.
9. Jana S., Heaven M.R., Alayash A.I. Cell-Free Hemoglobin Does Not Attenuate the Effects of SARS-CoV-2 Spike Protein S1 Subunit in Pulmonary Endothelial Cells // International journal of molecular sciences. 2021. V. 22. № 16. P. 9041.
10. Freda C.T. et al. SARS-CoV-2 proteins regulate inflammatory, thrombotic and diabetic responses in human arterial fibroblasts // Clinical immunology (Orlando, Fla.). 2021. V. 227. P. 108733.
11. Kumar N. et al. SARS-CoV-2 Spike Protein S1-Mediated Endothelial Injury and Pro-Inflammatory State Is Amplified by Dihydrotestosterone and Prevented by Mineralocorticoid Antagonism // Viruses. 2021. V. 13. № 11. P. 2209.
12. Schimmel L. et al. Endothelial cells are not productively infected by SARS-CoV-2 // Clinical & translational immunology. 2021. V. 10. № 10. P. e1350.
13. Dakal T.C. SARS-CoV-2 attachment to host cells is possibly mediated via RGD-integrin interaction in a calcium-dependent manner and suggests pulmonary EDTA chelation therapy as a novel treatment for COVID 19 // Immunobiology. 2021. V. 226. № 1. P. 152021.
14. Malaquias M.A.S. et al. The role of the lectin pathway of the complement system in SARS-CoV-2 lung injury // Translational research : the journal of laboratory and clinical medicine. 2021. V. 231. P. 55–63.
15. Nagashima S. et al. Endothelial Dysfunction and Thrombosis in Patients With COVID-19-Brief Report // Arteriosclerosis, thrombosis, and vascular biology. 2020. V. 40. № 10. P. 2404–2407.
16. Cheng M.H. et al. Superantigenic character of an insert unique to SARS-CoV-2 spike supported by skewed TCR repertoire in patients with hyperinflammation // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2020. V. 117. № 41. P. 25254–25262.
17. Hartmann C. et al. The Pathogenesis of COVID-19 Myocardial Injury: An Immunohistochemical Study of Postmortem Biopsies // Frontiers in immunology. 2021. V. 12. P. 748417.
18. Johnson J.E. et al. Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Coronary Vascular Thrombosis: Correlation with Neutrophil but Not Endothelial Activation // The American journal of pathology. 2021. P. 112–120.
19. Rotoli B.M. et al. Endothelial Cell Activation by SARS-CoV-2 Spike S1 Protein: A Crosstalk between Endothelium and Innate Immune Cells // Biomedicines. 2021. V. 9. № 9. P. 1220.
20. Meyer K. et al. SARS-CoV-2 Spike Protein Induces Paracrine Senescence and Leukocyte Adhesion in Endothelial Cells // Journal of virology. 2021. V. 95. № 17. P. e0079421.
21. Fernández S. et al. Distinctive Biomarker Features in The Endotheliopathy of COVID-19 and Septic Syndromes // Shock (Augusta, Ga.). United States. 2021.
22. Syed F. et al. Excessive Matrix Metalloproteinase-1 and Hyperactivation of Endothelial Cells Occurred in COVID-19 Patients and Were Associated With the Severity of COVID-19 // The Journal of infectious diseases. 2021. V. 224. № 1. P. 60–69.
23. Tong M. et al. Elevated Expression of Serum Endothelial Cell Adhesion Molecules in COVID-19 Patients // The Journal of infectious diseases. 2020. V. 222. № 6. P. 894–898.
24. Smith-Norowitz T.A. et al. Intracellular Adhesion Molecule-1 (ICAM-1) Levels in Convalescent COVID-19 Serum: A Case Report. // Annals of clinical and laboratory science. United States. 2021. V. 51. № 5. P. 730–734.
25. Kim W.-Y. et al. Dexamethasone may improve severe COVID-19 via ameliorating endothelial injury and inflammation: A preliminary pilot study. // PloS one. 2021. V. 16. № 7. P. e0254167.
26. Peerschke E.I. et al. Thromboinflammation Supports Complement Activation in Cancer Patients With COVID-19 // Frontiers in immunology. 2021. V. 12. P. 716361.
27. Birnhuber A. et al. Between inflammation and thrombosis: endothelial cells in COVID-19 // The European respiratory journal. 2021. V. 58. № 3. P. 2100377.
28. Vassiliou A.G. et al. ICU Admission Levels of Endothelial Biomarkers as Predictors of Mortality in Critically Ill COVID-19 Patients // Cells. 2021. V. 10. № 1. P. 186.
29. Oley M.H. et al. ICAM-1 levels in patients with covid-19 with diabetic foot ulcers: A prospective study in Southeast Asia // Annals of medicine and surgery. 2021. V. 63. P. 102171.
30. Spadaro S. et al. Markers of endothelial and epithelial pulmonary injury in mechanically ventilated COVID-19 ICU patients // Critical care (London, England). 2021. V. 25. № 1. P. 74.
31. Yao S. et al. Elevated Serum Levels of Progranulin and Soluble Vascular Cell Adhesion Molecule-1 in Patients with COVID-19 // Journal of inflammation research. 2021. V. 14. P. 4785–4794.
32. Bermejo-Martin J.F. et al. Viral RNA load in plasma is associated with critical illness and a dysregulated host response in COVID-19 // Critical care (London, England). 2020. V. 24. № 1. P. 691.
33. Rébillard R.-M. et al. Identification of SARS-CoV-2-specific immune alterations in acutely ill patients // The Journal of clinical investigation. 2021. V. 131. № 8. P. e145853.
34. Mohammadhosayni M. et al. Matrix metalloproteinases are involved in the development of neurological complications in patients with Coronavirus disease 2019 // International immunopharmacology. 2021. V. 100. P. 108076.
35. de Bruin S. et al. Clinical features and prognostic factors in Covid-19: A prospective cohort study // EBioMedicine. 2021. V. 67. P. 103378.
36. Vieceli Dalla Sega F. et al. Time course of endothelial dysfunction markers and mortality in COVID-19 patients: A pilot study // Clinical and translational medicine. 2021. V. 11. № 3. P. e283.
37. Lampsas S. et al. The Role of Endothelial Related Circulating Biomarkers in COVID-19. A Systematic Review and Meta-analysis // Current medicinal chemistry. United Arab Emirates. 2021.