Калоян Таков e постдокторант в лабораторията на проф. Мануел Майер в Кингс Колидж Лондон. След като завършва гимназия в България се премества във Великобритания, където учи биомедицина със специалност фармакология в Университета в Единбург, а в последствие защитава докторантура по сърдечно-съдова медицина в Юнивърсити колидж Лондон. В момента д-р Таков работи в един от шестте Центрове с отличаващ се научен потенциал във Великобритания, спонсорирани от една от най-големите неправителствени организации на Острова – Британската сърдечна фондация.
Д-р Таков участва в екип, разработващ прогностични алгоритми, с които могат да се разграничат критично болните от Ковид-19 и да се приложи съответно лечение и грижи. Резултатите от последното проучване на екипа по темата беше публикувано в Nature Communications. Д-р Тaков даде специално интервю за читателите на Medical News.
Можете ли да ни разкажете за основните цели на проучването, в което участвате?
Моята основна научна работа е свързана със сърдечносъдовата медицина, в частност с циркулиращи наночастици като извънклетъчни везикули и липопротеини и тяхната роля във физиологията на човека. С идването на Ковид-19 обаче, нещата се промениха за всички. Научните изследвания, които не се считаха за дейност от първа необходимост, трябваше да бъдат прекратени, а организациите, спонсориращи проучванията, насърчиха всички да пренасочат средства към Ковид-19.
В резултат на тези колективни усилия, във Великобритания се направиха значителни открития за Ковид-19 и вирусът SARS-CoV-2. Добри примери за това са ваксината на Оксфорд/АстраЗенека, както и клиничното изпитване RECOVERY, което откри, че дексаметазонът намалява смъртността при критично болни, а и показа, че хидроксиклорокуинът не помага при пациенти, страдащи от заболяването.
Въпреки бързото развитие на нашето разбиране за болестта, новите варианти на вируса и неравномерното разпределение на ваксини по света все още са причина за висока смъртност и проблеми, които рано или късно достигат до всички нас. Нашата лаборатория се зае с проект върху Ковид-19 малко след като болестта доби пандемичен характер. Това беше едно неимоверно усилие от страна на всички участващи, продължило около година.
Към момента нямаме добри прогнозни алгоритми, с които да разграничим критично болните от Ковид-19 и да приложим съответно лечение и грижи. Затова и се концентрирахме точно върху този въпрос, който остава актуален и сега, както беше и преди година: какви биомаркери в кръвта можем да намерим при тежко болните Ковид-19 пациенти, които да ни послужат за прогнозиране на протичането на болестта. За целта, с помощта на нашите колеги от университетските болници на Кингс Колидж, се сдобихме с почти 500 проби от плазма и серум на пациенти, разделени в следните групи: интензивни Ковид-19 пациенти, интензивни пациенти с несвързан с Ковид-19 сепсис, хоспитализирани с по-лека форма на Ковид-19, хоспитализирани за друга болест.
Направихме серия от проучвания, базиращи се на експерименти, в които нашата лаборатория е една от най-добрите, а именно изследвания на протеома в кръвната плазма на пациентите, както и на наличието на вирусна РНК в кръвта. Тези експерименти допълнихме с опити на клетъчно ниво, целящи да разкрият механиката на заболяването.
Какви бяха ключовите резултати?
Основните резултати бяха впечатляващи на няколко нива.
Първо, резултатите показаха, че SARS-CoV-2 вирусна РНК присъства в кръвта на пациентите, които не преживяват болестта, четирикратно по-често отколкото при тези, които се излекуват. В изследването включихме и редица други клинични параметри, които обаче не диференцираха пациентите с по-лоша прогноза. Възрастта беше единственият друг фактор, който също беше асоцииран със смъртността, както вече ни беше известно от по-ранни проучвания.
Освен това, критично болните пациенти с Ковид-19 показаха редица разлики в протеома на кръвната плазма в сравнение с контролите. Ключовото тук беше, че тези разлики бяха очевидни дори когато използвахме като контролна група тежко болни пациенти с несвързан с Ковид-19 сепсис. Това подсказа, че проявите на болестта в критичния й период са различни от тези при пациенти в идентичен стадии на други заболявания с характер на хиперимунен отговор. Нещо повече, известно е, че Ковид-19 има прилики с остър респираторен дистрес синдром (ОРДС), но биомаркери за ОРДС отново не се асоциираха с увеличена смъртност. С помощта на така нареченото машинно самообучение (Machine Learning), бионформатици от нашата група установиха, че освен вирусното РНК, други белтъци могат да послужат като биомаркери и по-специално, pentraxin-3 (PTX3) – белтък, който е част от острата фаза на възпалителната реакция на имунната система.
Последната част от проучването, където и моята роля беше най-голяма, целеше да установи дали вирусът в кръвта има влияние върху патологията на болестта. Използвахме методи на изолиране, с които показахме, че основният белтък на коронавируса, spike белтъкът, се свързва с редица имуноглобулини и фактори на комплемента в кръвта, а също така и с белтъка galectin-3 binding protein (LGALS3BP). Експерименти в молекулярен и клетъчен аспект демонстрираха, че този белтък има антивирусна функция. Ковид-19 пациентите пък имаха изключително високи нива на белтъка в плазмата в сравнение с контролните пациенти със сепсис.
Проучването ни беше публикувано в мултидисциплинарния журнал Nature Communications (линк по-долу).
Как изводите от проучването могат да бъдат приложени в реалната клинична практика?
В бъдеще, измерването на вирусно РНК или на нивата на белтъка PTX3 в кръвта на пациенти, които са приети в интензивни отделения, може да се използва като индикатор за изхода от болестта. Такива маркери в момента на практика не съществуват, тъй като стандартните общоприети алгоритми като APACHE II (Acute Physiology and Chronic Health Evaluation) и SOFA (Sequential Organ Failure Assessment) не дискриминират пациентите, които оцеляват, от тези, за които краят е фатален.
От друга страна, LGALS3BP белтъкът може да бъде използван като потенциален таргет за намирането на нови лекарства в борбата с Ковид-19. Интересното е, че подобна роля на този белтък е открита и в други вирусни заболявания като СПИН например.
Тези идеи биха могли да се използват и при други съществуващи или дори бъдещи вирусни инфекции. Разбира се, горепосочените приложения трябва да се валидират в независими проучвания и да се оцени тяхната клинична стойност както с всяко друго подобно откритие.
Като успешно развиващ се учен във Великобритания, какви полезни съвети бихте дали на Вашите колеги в България?
По-скоро бих споделил моето мнение в резултат на наблюденията ми покрай пандемията. А именно: учените, лекарите и хората трябва да вярват в медицината, базирана на сериозни научни доказателства, а не само на изолирани мнения и единични примери. Желая успех на всички, бързо справяне с Ковид-19 и връщане към нормалния ритъм на живот.
Линк към проучването: https://rdcu.be/cl4iT
