Background: Extracellular vesicles are surrounded by a phospholipid bilayer, carrying various active biomolecules and participating in many physiological and pathological processes, including infectious ones.
Objective: To research the role of exosomes in intercellular interactions in the pathogenesis of various types of lung damage in fatal cases of COVID-19.
Material and methods: We conducted a clinical and morphological analysis of 118 fatal cases caused by coronavirus infection in Moscow. We selected 32 cases with morphological signs of various types of lung lesions for immunohistochemical reaction (IHC) with antibodies against tetraspanin proteins (CD63, CD81), which are involved in the assembly of exosomes, as well as with antibodies against viral proteins: nucleocapsid and spike protein. We determined the main producing cells of extracellular vesicles and cells containing viral proteins, carried out their comparison and quantitative analysis.
Results: IHC reaction with antibodies against CD63 showed cytoplasmic granular uniform and subapical staining of cells, as well as granular extracellular staining. We determined similar staining using antibodies against viral proteins. Extracellular vesicles were found in the same cells as viral proteins. The main producing cells of vesicles and cells containing viral proteins were found to be macrophages, type II pneumocytes, and endothelial cells.
Conclusion: Taking into account the results of the literature, the localization of viral proteins and extracellular vesicles in the same cells indicates the key role of vesicles in the pathogenesis of various forms of lung damage by the SARS-CoV-2 virus, in the dissemination of the pathogen in the organism, which leads to interaction with the adaptive immune system and the formation of immunity.
Внеклеточные везикулы — пузырьки, окруженные фосфолипидным бислоем, несущие различные активные биомолекулы и участвующие во многих физиологических и патологических процессах, в том числе инфекционных.
Цель исследования: Изучение роли экзосом в межклеточных взаимодействиях в патогенезе различных вариантов поражения легких в летальных случаях COVID-19.
Материал и методы: Проведен клинико-морфологический анализ 118 летальных случаев, произошедших от коронавирусной инфекции в Москве, отобрали 32 наблюдения с морфологическими признаками различных вариантов поражения легких для осуществления иммуногистохимической реакции (ИГХ) с антителами к белкам-тетраспанинам (CD63, CD81), участвующим в сборке экзосом, а также с антителами к вирусным белкам: нуклеокапсидам и спайк-протеину. Определили основные клетки-продуценты внеклеточных везикул и клетки, содержащие вирусные белки, проведены их сравнение и количественный анализ.
Результаты: При выполнении ИГХ-реакции с антителами к CD63 определяли цитоплазматическое гранулярное равномерное и субапикальное окрашивание клеток, а также гранулярное внеклеточное окрашивание. Окрашивание аналогичного вида определяли при использовании антител к вирусным белкам. Внеклеточные везикулы были обнаружены в тех же клетках, что и вирусные белки. Основными клетками-продуцентами везикул и клетками, содержащими вирусные белки, являются макрофаги, пневмоциты II типа, эндотелиоциты.
Заключение: Учитывая результаты литературы, локализация вирусных белков и внеклеточных везикул в одних и тех же клетках свидетельствует о ключевой роли везикул в патогенезе различных форм поражения легких вирусом SARS-CoV-2, в диссеминации возбудителя в макроорганизме, что в свою очередь приводит к взаимодействию с адаптивной иммунной системой и формированию иммунитета.
Keywords: COVID-19; extracellular vesicles; lungs.