Covid-19 může způsobit změny krevních buněk. To by podle vědců vysvětlovalo problémy známé jako dlouhý covid

10. červenec 2021
Podcasty, rozhovory, příběhy Další podcasty, rozhovory a příběhy Následky covidu

Covid-19 může způsobit dlouhodobé změny krevních buněk. Přišli na to badatelé z německého Institutu Maxe Plancka v Erlangenu pomocí nové metody, kterou vyvinuli. Simulují pohyb krve cévním kanálkem a fotí krvinky. Mají za to, že změny můžou vyvolávat některé zdravotní obtíže spojené s takzvaným dlouhým covidem, jako je únava nebo dušnost, které u některých lidí přetrvávají dlouho po prodělání nemoci.

„Fyzikální vlastnosti buněk mají souvislost s tím, jak dobře mohou v těle cirkulovat,“ vysvětluje v rozhovoru pro agenturu Reuters Jochen Guck, ředitel Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts v bavorském Erlangenu.

Čtěte také

„Jeden z příznaků, který se objevuje u dlouhého covidu, je, že pacienti jsou unavení nebo vyčerpaní. To by mohlo mít něco společného s tím, že krvinky již nemohou správně vykonávat svou práci, protože se už tak dobře nedostanou do plic nebo jiných orgánů,“ popisuje.

Vědci z Planckova insitutu se proto ve spolupráci s badateli z dalších německých ústavů zaměřili pomocí nového typu cytometrie na to, co covid způsobuje krevním buňkám.

Vidíme, že krevní buňky mají během covidu atypický tvar nebo jiné mechanické vlastnosti.
Markéta Kubánková

Změny se mimo jiné týkají vyšší tuhosti červených krvinek, která může ovlivňovat distribuci kyslíku. Rozdíly ve velikosti i tuhosti objevili vědci i u různých druhů bílých krvinek, což může zhoršovat jejich schopnost bojovat s infekcí.

„Mechanické vlastnosti jsou důležité pro to, jak krvinky cirkulují. Bílé krvinky navíc musí být schopné opustit kapiláry a prolézt do okolní tkáně, pokud vycítí infekci. V obou těchto procesech jsou mechanické vlastnosti i velikost buněk důležité,“ přibližuje biofyzička Markéta Kubánková, která v Institutu Maxe Plancka působí jako výzkumná pracovnice a je první autorkou nové studie o vlivu covidu na krvinky publikované v časopise Biophysical Journal.

Čtěte také

Krevní buňky procházejí kapilárami, které jsou přibližně stejně veliké jako kanálek v našem výzkumném přístroji. A my vidíme, že během covidu mají atypický tvar nebo jiné mechanické vlastnosti,“ říká a pokračuje:

„To samé pravděpodobně probíhá v těle – v tenoučkých kapilárách například v plicích, kde dochází k výměně plynů. Myslíme si, že je určitá souvislost mezi zhoršenou výměnou plynů a tím, že buňky mají atypický tvar nebo mechanické vlastnosti.“

Změny buněk přetrvávají měsíce

Badatelé zkoumali vzorky krve celkem 55 lidí včetně pacientů, kteří v té době byli na jednotkách intenzivní péče, vyléčených pacientů i zdravých lidí, kteří s covidem neměli žádnou zkušenost.

Čtěte také

Ukázalo se, že změny některých krevních buněk přetrvávají po prodělání nemoci řadu měsíců. Vědci to odhalili pomocí nové metody RT-DC, kterou vyvinuli. Každému z pacientů odebrali kapku krve, kterou pak sledovali ve výzkumném zařízení kamerou.

„Buňky z tkání nebo například tělních tekutin, jako je krev, proženeme kanálkem, který má menší rozměry než lidský vlas, tedy 20 mikrometrů. V tomto kanálku se buňky přirozeně deformují. My každou buňku vyfotíme a z obrázku jsme schopni určit její mechanické vlastnosti, velikost a další parametry,“ předestírá Kubánková.

Součástí přístroje je také stroboskopická iluminace, která velice rychle osvětluje buňky, a super rychlá kamera, která je schopná snímat až 4000 obrázků za vteřinu. „Během krátké doby tak dokážeme zanalyzovat tisíce buněk a vyvodit z toho statistiky,“ dodává.

Cesta k novému typu léčby?

Výhodou nové metody podle Kubánkové je, že dokáže změřit mechanické vlastnosti buněk, jako je tuhost, v takové míře, že to lze použít v medicíně.

Čtěte také

Příbuzná starší metoda s názvem průtoková cytometrie tyto vlastnosti změřit neumožňuje. A navíc vyžaduje předem označit fluorescenční značkou vybrané buňky, které badatelé chtějí ve vzorku sledovat.

Nová metoda z dílny Institutu Maxe Plancka zobrazí všechny buňky bez potřeby značení a stačí odebrat jedinou kapku krve. Výsledek pak může podle Kubánkové poskytnout určitá vodítka k léčbě.

Mechanické vlastnosti buněk závisí na proteinové kostře buňky. Existují různé chemikálie, které dokážou cytoskelet ovlivnit.
Markéta Kubánková

„Mechanické vlastnosti buněk hodně závisí na proteinové kostře buňky, cytoskeletu. Existují různé chemikálie, které dokážou cytoskelet ovlivnit. Buď ho můžou posílit, nebo ho naopak rozložit a tím změnit mechanické vlastnosti,“ říká vědkyně a vysvětluje, jaké to má praktické využití:

„Použití těchto typů medikací by mohlo být zajímavé pro lékaře. My to zkoušíme na buňkách, které nám rostou v inkubátoru. Zatím se nikdo moc nezabýval těmito změnami buněk pomocí léků přímo v pacientech.“

Nová metoda je levnější a rychlejší

Že nová diagnostika může v budoucnu mít dopady i na léčbu, potvrzuje Martin Helán, který působí jako lékař na Anesteziologicko-resuscitační klinice Fakultní nemocnice sv. Anny v Brně. Tam také ve spolupráci s imunology v mezinárodním centru ICRC zkoumá změny imunitních buněk vyvolané infekcemi pomocí zmíněné starší metody průtokové cytometrie. Na výzkumu německých badatelů se nepodílel.

Čtěte také

„Ten výzkum je především zajímavý metodou, protože nepotřebuje speciální přípravu krevního vzorku. Tím pádem je levnější a rychlejší a nevyžaduje speciální značení buněk. Do budoucna určitě představuje potenciál pro nějakou velmi rychlou diagnostiku,“ podotýká Helán.

Uvedené změny tuhosti, velikosti a tvaru krevních buněk lékaři v minulosti objevili u jiných infekčních chorob včetně virových onemocnění. V případě covidu-19 ale podle Helána němečtí badatelé představili pilotní studii. Jde podle něj o zajímavý přístup, který dává prostor pro další výzkum třeba na větších populacích pacientů.

Jedná se o nějaké přeprogramování, nebo o změny prekurzorových buněk v kostní dřeni. Může jít o adaptaci na novou infekci.
Martin Helán

„Nejzajímavější mi přijde, že některé fyzikální charakteristiky přetrvávají. U erytrocytů neboli červených krvinek se to dá částečně vysvětlit tím, že mají poměrně dlouhou životnost. V lidském oběhu cirkulují v průměru 120 dní. Zatímco u bílých krvinek to tak není, tam je životnost daleko menší,“ srovnává Helán.

Z nové studie podle něj vyplývá, že neutrofilní granulocyty, což je jeden podtyp bílých krvinek, je zvýšeně deformabilní.

Čtěte také

„Je větší a tak dále. Tyto buňky přitom mají dobu přežívání menší než jeden den. Čili tam to není tím, že by po akutní infekci zůstávali déle v oběhu. Spíše se jedná o nějaké přeprogramování, nebo o změny prekurzorových buněk v kostní dřeni, které pak přetrvávají v orgánech krvetvorby,“ shrnuje nové poznatky.

„Může tak jít o adaptaci na novou infekci nebo poruchu způsobenou covidem,“ podotýká Helán s tím, že léčba související s fyzikálním vlastnostmi krvinek je teď spíše ve fázi experimentálního vývoje.

Další vzorky, další nemoci

Diagnostická metoda z dílny institutu Maxe Plancka podle Markéty Kubánkové může najít využití nejen v případě covidu-19.

Čtěte také

„Doufáme, že se z naší metody v příštích pár letech vyvine diagnostický přístroj. V současnosti sondujeme, na jaké využití bude nejpřínosnější. Diagnostika krve je jedna oblast, na kterou se zaměřujeme. Ve spolupráci s nemocnicí máme v plánu v příštích dvou letech měřit tisíce pacientů s různými obtížemi a zjišťovat jaké změny v krvi probíhají a potom zaměřit vývoj diagnostického instrumentu konkrétně na tyto stavy,“ plánuje.

Výzkumné zařízení by podle Kubánkové v budoucnu mohlo posloužit v nemocnicích také k diagnostice dalších tělesných tekutin, jako je moč nebo mozkomíšní mok, ale i rozboru tkání.

Některé změny krvinek přetrvávají i více než půl roku. Naší metodou by tak bylo možné sledovat takzvaný dlouhý covid.
Markéta Kubánková

„Existují metody, jak rozvolnit buňky z tkání tak, aby vznikla jednobuněčná suspenze. Pak je můžeme prohnat přístrojem RT-DC. Takto můžeme analyzovat biopsie z různých tkání. Teď se zaměřujeme na kolorektální karcinom, ale dovedu si představit, že metodu budeme aplikovat i na jiné vzorky,“ očekává Kubánková a dodává:

„I covid může být zajímavý, protože jsme v naší studii zjistili, že některé změny krvinek přetrvávají i více než půl roku. Naší metodou by tak bylo možné sledovat takzvaný dlouhý covid. I tímhle směrem se chceme vydat.“

Poslechněte si reportáž Štěpána Sedláčka.

Spustit audio

Související