Нейтрофильные внеклеточные ловушки в патогенезе акушерских осложнений при COVID-19 (краткий обзор литературы)

Введение. В патогенезе новой коронавирусной инфекции (COVID-19) важное значение имеют врожденные клеточные элементы иммунной системы, среди которых особое внимание уделяется нейтрофилам и механизмам их гибели – нетозу, что приводит к образованию внеклеточных ДНК-ловушек. Нейтрофильные внеклеточные ловушки играют важную роль в развитии эндотелиальной дисфункции и тромботических нарушений, что не только осложняет течение COVID-19 инфекции, но и является причиной тяжелых акушерских осложнений, увеличивающих риск материнской и младенческой смертности. В настоящем обзоре описываются возможные механизмы образования нейтрофильных внеклеточных ловушек, а также их роль в патогенезе СOVID-19.
Материалы и методы. Проведен анализ российской (eLibrary) и зарубежной (PubMed) литературы с глубиной поиска 2010-2021 гг.
Результаты. Патогенез COVID-19 непосредственно связан с неконтролируемым прогрессированием системного воспаления, изменяющим врожденный иммунный ответ в виде функциональной дезадаптации и преждевременной гибели нейтрофилов с образованием нейтрофильных внеклеточных ловушек. Нетозно трансформированные нейтрофилы играют ключевую роль в развитии тромботических нарушений микроциркуляторного русла, что приводит к развитию жизнеугрожающих осложнений в виде острого респираторного дистресс-синдрома и полиорганной недостаточности, повышающей летальность пациентов с COVID-19 инфекцией. При беременности усиленное образование нейтрофильных внеклеточных ловушек является причиной нарушения гемодинамики фетоплацентарного комплекса, плацентарных нарушений и эндотелиальной дисфункции, сопутствующей развитию преждевременных родов и преэклампсии, увеличивающей риск послеродовых кровотечений, материнской заболеваемости и смертности. Следовательно, новые данные о нейтрофильных внеклеточных ловушках и механизмах образования могут привести к пересмотру патогенеза тромботических нарушений у беременных женщин с COVID-19 инфекцией, что имеет значение для дальнейшей тактики ведения беременности.

1. Lai C.C., Shih T.P., Ko W.C., Tang H.J., Hsueh P.R. Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV- 2) and coronavirus disease-2019 (COVID-19): The epidemic and the challenges // Int. J. Antimicrob. Agents. 2020. Vol.55, Iss.3. Article number: 105924. https://doi.org/10.1016/j.ijantimicag.2020.105924

2. Kumar V., Sharma A. Neutrophils: Cinderella of innate immune system // Int. Immunopharmacol. 2010. Vol.10, Iss.11. P.1325‒1334. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2010.08.012

3. Cowland J.B., Borregaard N. Granulopoiesis and granules of human neutrophils // Immunol. Rev. 2016. Vol.273, Iss.1. P.11‒28. https://doi.org/10.1111/imr.12440

4. Casanova-Acebes M., Pitaval C., Weiss L.A., Nombela-Arrieta C., Chèvre R., A-González N., Kunisaki Y., Zhang D., van Rooijen N., Silberstein L.E., Weber C., Nagasawa T., Frenette P.S., Castrillo A., Hidalgo A. Rhythmic modulation of the hematopoietic niche through neutrophil clearance // Cell. 2013. Vol.153, Iss.5. P.1025‒1035. https://doi.org/10.1016/j.cell.2013.04.040

5. Adrover J.M., Del Fresno C., Crainiciuc G., Cuartero M.I., Casanova-Acebes M., Weiss L.A., Huerga-Encabo H., Silvestre-Roig C., Rossaint J., Cossío I., Lechuga-Vieco A.V., García-Prieto J., Gómez-Parrizas M., Quintana J.A., Ballesteros I., Martin-Salamanca S., Aroca-Crevillen A., Chong S.Z., Evrard M., Balabanian K. et al. Neutrophil Timer Coordinates Immune Defense and Vascular Protection // Immunity. 2019. Vol.51, Iss.5. P.966‒967. https://doi.org/10.1016/j.immuni.2019.11.001

6. Libby P., Lüscher T. COVID-19 is, in the end, an endothelial disease // Eur. Heart J. 2020. Vol.41, Iss.32. P.3038‒3044. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehaa623

7. Adrover J.M., Aroca-Crevillén A., Crainiciuc G., Ostos F., Rojas-Vega Y., Rubio-Ponce A., Cilloniz C., Bonzón- Kulichenko E., Calvo E., Rico D., Moro M.A., Weber C., Lizasoaín I., Torres A., Ruiz-Cabello J., Vázquez J., Hidalgo A. Programmed 'disarming' of the neutrophil proteome reduces the magnitude of inflammation // Nat. Immunol. 2020. Vol.21, Iss.2. P.135‒144. https://doi.org/10.1038/s41590-019-0571-2

8. Zhang B., Zhou X., Zhu C., Song Y., Feng F., Qiu Y., Feng J., Jia Q., Song Q., Zhu B., Wang J. Immune Phenotyping Based on the Neutrophil-to-Lymphocyte Ratio and IgG Level Predicts Disease Severity and Outcome for Patients With COVID-1 // Front. Mol. Biosci. 2020. Vol.7. Article number: 157. https://doi.org/10.3389/fmolb.2020.00157

9. Guan W.J., Ni Z.Y., Hu Y., Liang W.H., Ou C.Q., He J.X., Liu L., Shan H., Lei C.L., Hui D.S.C., Du B., Li L.J., Zeng G., Yuen K.Y., Chen R.C., Tang C.L., Wang T., Chen P.Y., Xiang J., Li S.Y. et al. Clinical Characteristics of Coronavirus Disease 2019 in China // N. Engl. J. Med. 2020. Vol.382, Iss.18. P.1708‒1720. https://doi.org/10.1056/NEJMoa2002032

10. Huang C., Wang Y., Li X., Ren L., Zhao J., Hu Y., Zhang L., Fan G., Xu J., Gu X., Cheng Z., Yu T., Xia J., Wei Y., Wu W., Xie X., Yin W., Li H., Liu M., Xiao Y., Gao H., Guo L., Xie J., Wang G., Jiang R., Gao Z., Jin Q., Wang J., Cao B. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China // Lancet. 2020. Vol.395, Iss.10223. P.497‒506. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30183-5

11. Chen N., Zhou M., Dong X., Qu J., Gong F., Han Y., Qiu Y., Wang J., Liu Y., Wei Y., Xia J., Yu T., Zhang X., Zhang L. Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study // Lancet. 2020 Vol.395, Iss.10223. P.507‒513. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30211-7

12. Wu C., Chen X., Cai Y., Xia J., Zhou X., Xu S., Huang H., Zhang L., Zhou X., Du C., Zhang Y., Song J., Wang S., Chao Y., Yang Z., Xu J., Zhou X., Chen D., Xiong W., Xu L. Zhou F., Jiang J., Bai C., Zheng J., Song Y. Risk Factors Associated With Acute Respiratory Distress Syndrome and Death in Patients With Coronavirus Disease 2019 Pneumonia in Wuhan, China // JAMA Intern. Med. Vol.180, Iss.7. P.934‒943. https://doi.org/10.1001/jamainternmed.2020.0994

13. Skendros P., Mitsios A., Chrysanthopoulou A., Mastellos D.C., Metallidis S., Rafailidis P., Ntinopoulou M., Sertaridou E., Tsironidou V., Tsigalou C., Tektonidou M., Konstantinidis T., Papagoras C., Mitroulis I., Germanidis G., Lambris J.D., Ritis K. Complement and tissue factor-enriched neutrophil extracellular traps are key drivers in COVID-19 immunothrombosis // J. Clin. Invest. 2020. Vol.130, Iss.11. P.6151‒6157. https://doi.org/10.1172/JCI141374

14. Zuo Y., Yalavarthi S., Shi H., Gockman K., Zuo M., Madison J.A., Blair C., Weber A., Barnes B.J., Egeblad M., Woods R.J., Kanthi Y., Knight J.S. Neutrophil extracellular traps in COVID-19 // JCI Insight. 2020. Vol.5, Iss.11. Article number: e138999. https://doi.org/10.1172/jci.insight.138999

15. Douda D.N., Khan M.A., Grasemann H., Palaniyar N. SK3 channel and mitochondrial ROS mediate NADPH oxidase- independent NETosis induced by calcium influx // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2015. Vol.112, Iss.9. P.2817‒2822. https://doi.org/10.1073/pnas.1414055112

16. Desai J., Kumar S.V., Mulay S.R., Konrad L., Romoli S., Schauer C., Herrmann M., Bilyy R., Müller S., Popper B., Nakazawa D., Weidenbusch M., Thomasova D., Krautwald S., Linkermann A., Anders H.J. PMA and crystal-induced neutrophil extracellular trap formation involves RIPK1-RIPK3-MLKL signaling // Eur. J. Immunol. 2016. Vol.46, Iss.1. P.223‒229. https://doi.org/10.1002/eji.201545605

17. Zhu Y., Chen X., Liu X. NETosis and Neutrophil Extracellular Traps in COVID-19: Immunothrombosis and Beyond // Front. Immunol. 2022. Vol.13. Article number: 838011. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.838011

18. Papayannopoulos V., Metzler K.D., Hakkim A., Zychlinsky A. Neutrophil elastase and myeloperoxidase regulate the formation of neutrophil extracellular traps // J. Cell Biol. 2010. Vol.191, Iss.3. P.677‒691. https://doi.org/10.1083/jcb.201006052

19. Díaz-Godínez C., Fonseca Z., Néquiz M., Laclette J.P., Rosales C., Carrero J.C. Entamoebahistolytica Trophozoites Induce a Rapid Non-classical NETosis Mechanism Independent of NOX2-Derived Reactive Oxygen Species and PAD4 Activity // Front. Cell. Infect. Microbiol. 2018. Vol.8. Article number: 184. https://doi.org/10.3389/fcimb.2018.00184

20. Lin M.H., Moses D.C., Hsieh C.H., Cheng S.C., Chen Y.H., Sun C.Y., Chou C.Y. Disulfiram can inhibit MERS and SARS coronavirus papain-like proteases via different modes // Antiviral. Res. 2018. Vol.150. P.155‒163. https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2017.12.015

21. Zuo Y., Zuo M., Yalavarthi S., Gockman K., Madison J.A., Shi H., Woodard W., Lezak S.P., Lugogo N.L., Knight J.S., Kanthi Y. Neutrophil extracellular traps and thrombosis in COVID-19 // J. Thromb. Thrombolysis. 2021. Vol.51, Iss.2. P.446‒453. https://doi.org/10.1007/s11239-020-02324-z

22. Azkur A.K., Akdis M., Azkur D., Sokolowska M., van de Veen W., Brüggen M.C., O'Mahony L., Gao Y., Nadeau K., Akdis C.A. Immune response to SARS-CoV-2 and mechanisms of immunopathological changes in COVID-19 // Allergy. 2020, Vol.75, Iss.7. P.1564‒1581. https://doi.org/10.1111/all.14364

23. Laridan E., Martinod K., De Meyer S.F. Neutrophil Extracellular Traps in Arterial and Venous Thrombosis // Semin. Thromb. Hemost. 2019. Vol.45, Iss.1. P.86‒93. https://doi.org/10.1055/s-0038-1677040

24. Tomar B., Anders H.J., Desai J., Mulay S.R. Neutrophils and Neutrophil Extracellular Traps Drive Necroinflammation in COVID-19 // Cells. 2020. Vol.9, Iss.6. Article number: 1383. https://doi.org/10.3390/cells9061383

25. Кузина Н.Б., Плахотина Е.Н., Кузовлев А.Н., Белоусова Т.Н., Брянцев Е.В., Касина Д.В. Дифференциально-диагностические возможности подсчета уровня нейтрофильных внеклеточных ловушек в венозной крови беременных: сравнительное перспективное исследование // Вестник интенсивной терапии имени А.И.Салтанова. 2021. №4. С.79‒87. EDN: KQQQUO. https://doi.org/10.21320/1818-474X-2021-4-79-87

26. Veras F.P., Pontelli M.C., Silva C.M., Toller-Kawahisa J.E., de Lima M., Nascimento D.C., Schneider A.H., Caetité D., Tavares L.A., Paiva I.M., Rosales R., Colón D., Martins R., Castro I.A., Almeida G.M., Lopes M.I.F., Benatti M.N., Bonjorno L.P., Giannini M.C., Luppino-Assad R. et al. SARS-CoV-2-triggered neutrophil extracellular traps mediate COVID-19 pathology. // J. Exp. Med. 2020. Vol.217, Iss.12. Article number: e20201129. https://doi.org/10.1084/jem.20201129

27. Pircher J., Engelmann B., Massberg S., Schulz C. Platelet-Neutrophil Crosstalk in Atherothrombosis // Thromb. Haemost. 2019. Vol.119, Iss.8. P.1274‒1282. https://doi.org/10.1055/s-0039-1692983

28. Hu J.J., Liu X., Xia S., Zhang Z., Zhang Y., Zhao J., Ruan J., Luo X., Lou X., Bai Y., Wang J., Hollingsworth L.R., Magupalli V.G., Zhao L., Luo H.R., Kim J., Lieberman J., Wu H. FDA-approved disulfiram inhibits pyroptosis by blocking gasdermin D pore formation // Nat. Immunol. 2020. Vol.21, Iss.7. P.736‒745. https://doi.org/10.1038/s41590-020-0669-6

29. McGuire M.J., Lipsky P.E., Thiele D.L. Generation of active myeloid and lymphoid granule serine proteases requires processing by the granule thiolprotease dipeptidyl peptidase I // J. Biol. Chem. 1993. Vol.268, Iss.4.P.2458‒2467. https://doi.org/10.1016/S0021-9258(18)53798-4

30. Макацария А.Д., Слуханчук Е.В., Бицадзе В.О., Хизроева Д.Х., Третьякова М.В., Макацария Н.А., Акиньшина С.В., Шкода А.С., Панкратьева Л.Л., ДиРенцо Д.К., Риццо Д., Григорьева К.Н., Цибизова В.И., Гри Ж.К., Элалами И. Внеклеточные ловушки нейтрофилов: участие в процессах воспаления и дизрегуляции гемостаза, в том числе у пациентов с COVID-19 и тяжелой акушерской патологией // Акушерство, гинекология и репродукция. 2021. Т.15, №4. С.335‒350. EDN: LHQNQV. https://doi.org/10.17749/2313-7347/ob.gyn.rep.2021.238

31. Ahnach M., Ousti F., Nejjari S., Houssaini M.S., Dini N. Peripheral Blood Smear Findings in COVID-19 // Turk. J. Haematol. 2020. Vol.37, Iss.4.P.310‒302. https://doi.org/10.4274/tjh.galenos.2020.2020.0262

32. Servante J., Swallow G., Thornton J.G., Myers B., Munireddy S., Malinowski A. K., Othman M., Li W., O’Donoghue K., Walker K.F. Haemostatic and thrombo-embolic complications in pregnant women with COVID-19: a systematic review and critical analysis // BMC Pregnancy Childbirth. 2021. Vol.21. Article number: 108. https://doi.org/10.1186/s12884-021-03568-0

33. Karimi-Zarchi M., Schwartz D.A., Bahrami R., Dastgheib S.A., Javaheri A., Tabatabaiee R.S., Ferdosian F., Asadian F., Neamatzadeh H. A meta-analysis for the risk and prevalence of preeclampsia among pregnant women with COVID-19 // Turk. J. Obstet. Gynecol. 2021. Vol.18, Iss.3. P.224‒235. https://doi.org/10.4274/tjod.galenos.2021.66750

34. Аллахяров Д.З., Петров Ю.А., Чернавский В.В. Новая короновирусная инфекция: клинические и патогенетические аспекты течения COVID-19 у беременных // Медико-фармацевтический журнал «Пульс». 2021. Т.23, №8. С.57‒62. EDN: LDYHIU. https://doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2021-23-8-57-62

35. Gupta A., Hasler P., Gebhardt S., Holzgreve W., Hahn S. Occurrence of neutrophil extracellular DNA traps (NETs) in pre-eclampsia: a link with elevated levels of cell-free DNA? // Ann. N.Y. Acad. Sci. 2006 Iss.1075. P.118‒122. http s://doi.org/10.1196/annals.1368.015