В марте 2020 года ВОЗ объявила вспышку новой коронавирусной инфекции
(COVID-19) глобальной пандемией. Основной причиной тяжелого течения этого заболевания признан цитокиновый шторм, характеризующийся избыточной активацией иммуннокомпетентных клеток и гиперпродукцией
провоспалительных цитокинов. Патогенез цитокинового шторма при данном
заболевании не изучен в полной мере, однако известно, что основными
участниками процесса являются моноциты/макрофаги и лимфоциты. С
помощью методов световой микроскопии было показано, что COVID-19
приводит к изменению морфологии этих клеток. В частности, моноциты и
лимфоциты приобретают цитоплазматическую вакуолизацию, также среди
лимфоцитов появляются атипичные, крупнозернистые, плазмоцитоидные
формы [1]. Однако световая микроскопия не позволяет получить достаточно
информации о детальной морфологии клетки. Для этого необходимо применение методов электронной микроскопии. Особенно перспективным методом для достижения этой цели является низковольтная сканирующая электронная микроскопия (НВСЭМ). Использование низких ускоряющих напряжений менее 1 кВ позволяет, с одной стороны, избежать накопления заряда при сканировании поверхности пучком электронов, а с другой стороны – обеспечивает высокую поверхностную детализацию получаемых изображений из-за меньшей глубины проникновения электронов. Таким образом, основными преимуществами данного метода являются отсутствие необходимости нанесения на образец слоя проводящего материала и, как следствие, сохранение исходной структуры биологических объектов, а также возможность визуализации этой структуры в нанометровом диапазоне. [2]. Целью данной работы являлось изучение внешней морфологии моноцитов и лимфоцитов пациента с цитокиновым штормом, вызванным COVID-19, с помощью НВСЭМ.
Образец клеток крови пациента (наличие положительного мазка на SARS-
CoV-2, IL-6 = 34 пг/мл) после лизиса эритроцитов окрашивали антителами к
CD45-APC, CD14-PC5.5, CD16-PC7 и проводили сортировку субпопуляций
моноцитов и лимфоцитов на клеточном сортере MoFlo Astrios EQ (Beckman
Coulter, США). Материал фиксировали по описанной ранее методике [3] и проводили наблюдение на микроскопе Zeiss Merlin. Ускоряющее напряжение
составляло величину 400 В, ток пучка – 80 пА. Для получения изображений
использовался внутрилинзовый детектор вторичных электронов.
При анализе полученных изображений была выявлена высокая склонность
моноцитов (рис.1) к распластыванию с образованием таких структур, как
ламеллоплазма (рис. 1с), ламеллоподии (рис. 1b) и филоподии (рис. 1a, 1c).
Микрорельеф клеточной поверхности был охарактеризован как смешанный,
состоящий из складок и раффлов. Лимфоциты (рис. 2) чаще сохраняли
правильную сферическую форму. Микрорельеф клеточной поверхности
варьировал от сглаженного (рис. 1a) до микроворсинчатого (рис. 1b) типов.
Также в большом количестве наблюдались сфероидные образования (пузыри)
(рис. 1a, 1c) и филоподии, в том числе тонкие длинные нити (рис. 1a, 1b).
Работа выполнена на оборудовании МРЦ по направлению «Нанотехнологии» СПбГУ.
Список литературы:
[1] O. Pozdnyakova et all., Am J Clin Pathol. 11;155(3):364-375. (2021).
[2] J. Pawley, H. Schatten (Eds.). Biological low-voltage scanning electron
microscopy. New York: Springer-Verlag. 317 p. (2008).
[3] A. Fedorov et all., Platelets. ;31(2):226-235. (2020).
