SARS-CoV-2 on RNA-virus, joka kuuluu perheeseen Coronaviridae sukuun Betacoronavirus. Tämän viruksen Spike (S) -proteiini välittää ensisijaisesti vuorovaikutusta ihmisen isäntäsolujen kanssa. S-proteiinin pinnalla oleva reseptoria sitova domeeni (RBD) sitoutuu isännän angiotensiiniä konvertoivan entsyymin 2 (ACE2) reseptoriin. ACE2 on läsnä useissa isäntäkudoksissa, kuten GI -epiteelisolut ja maksasolut.
Tutkijat ovat havainneet tämän viruksen esiintymisen useissa kudoksissa, kuten ruokatorvi, vatsa, pohjukaissuoli, ja peräsuoleen. Myös, sairaalahoitopotilaiden, joilla on vaikea COVID-19-infektio, endoskopia on osoittanut ruokatorven verenvuotoa eroosioiden ja haavaumien kanssa.
Ihmiset, joilla on muita sairauksia, kärsivät yleensä vakavasta COVID-19-infektiosta. Näillä potilailla ACE2 -pitoisuudet keuhkoissa ovat korkeammat kuin potilailla, joilla ei ole muita sairauksia. Äskettäinen tutkimus on osoittanut, että ACE2 ilmeni merkittävästi ihmisten keuhkoissa, jotka kärsivät kroonisista obstruktiivisista keuhkosairauksista ja keuhkoverenpaineesta. Koska ACE2:n ilmentyminen riippuu tietyistä olosuhteista, kuten kohonneista glukoositasoista, hypoksia, ja solustressi, tutkijat uskovat, että muut GI:hen liittyvät liitännäissairaudet voivat liittyä erilaisiin COVID-19-muotoihin.
Uusi tutkimus julkaistiin lehdessä Lääketieteen rajat osoitti, että Barrettin ruokatorvi (BE) ja gastroesofageaalinen refluksitauti (GERD) voivat olla uusia SARS-CoV-2-tautiin liittyviä liitännäissairauksia. Aiemmassa tutkimuksessa arvioitiin, että Yhdysvalloissa 5,6% aikuisista on BE, sairaus, jossa GERD vaurioittaa ruokatorven okasolukalvon.
Tässä tutkimuksessa tutkijat paljastivat, että ACE2 ilmentyy voimakkaasti BE -potilaiden ruokatorvessa. Näillä potilailla hapon pH indusoi ACE2:n ilmentymisen. Ryhmä viljelti ihmisen primaarisia monosyyttejä alennetussa pH:ssa, joka paljasti ACE2:n ilmentymisen lisääntymisen ja merkittävämmän viruskuormituksen SARS-CoV-2-infektion yhteydessä.
Tutkijat ehdottavat, että hapon pH parantaa COVID-19-infektiota säätelemällä ACE2-reseptoria, ja tämä, vuorostaan, voi olla kliinisiä vaikutuksia potilaille, jotka kärsivät GERD:stä tai BE:stä. Vaikka ei ole näyttöä mekanismeista, jotka yhdistävät pH -muutokset ja ACE2 -ilmentymisen, aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että hypoksiset olosuhteet voivat lisätä ACE2:n ilmentymistä. Tämä tutkimus paljasti, että kaksi ACE2:n tunnetuista säätelijöistä, nimittäin, HNF1B ja FOXA2, raportoitiin olevan ylisääteisiä kuudessa kahdeksasta BE-transkriptistutkimuksessa. Tämä osoittaa, että nämä säätimet voivat liittyä pH:n aiheuttamaan ACE2-ilmentymiseen BE:ssä.
Yksi COVID-19-taudin pääpiirteistä on keuhkovaurio, joka voi johtaa akuuttiin hypoksiaan ja toiseen hengitysteiden asidoosiin. Lisäksi, tutkijat uskovat, että joillakin vakavasti tartunnan saaneilla COVID-19-potilailla esiintyy veren asidoosia. Tämä tila heikentää potilaan tilaa lisäämällä ACE2 -ilmentymistä, joka parantaa SARS-CoV-2:n pääsyä ihmisen soluihin. Myös, lisääntynyt laktaattidehydrogenaasientsyymipitoisuus, joka muuntaa laktaatin pyruvaatista, on yhdistetty vakavaan COVID-19-tautiin. Tämä lisääntynyt laktaattitaso voi muuttaa suoraan solunulkoista ja solunsisäistä pH:ta, joka muuttaa ACE2 -ilmentymää. Lisää tutkimusta tarvitaan arvioimaan, missä määrin akuutti systeeminen asidoosi vaikuttaa COVID-19-vakavuuteen. Tässä tutkimuksessa tutkijat ovat osoittaneet, että pH yksin saattaa muuttaa ACE2-ilmentymistä ja estää sen jälkeen potilaiden SARS-CoV-2-infektion.
Tämä tutkimus sisälsi kaksi riippumatonta kohorttia, joihin kuului 1, 357 SARS-CoV-2-tartunnan saanutta potilasta. Yksi ryhmä oli aiemmin käyttänyt protonipumpun estäjiä (PPI) ja toinen ryhmä sisälsi henkilöitä, jotka eivät käyttäneet lääkettä. Tämä tutkimus paljasti, että potilailla, joita hoidettiin PPI:llä (käytetään GERD-hoitoon), oli suurempi riski saada vaikea SARS-CoV-2 -infektio. Tämä arvioitiin havaitsemalla lisääntyneitä tehohoitoa.
Edelleen, tiedemiehet kertoivat myös, että kuolleisuus lisääntyi 2-3 kertaa PPI-hoitoa saaneessa ryhmässä, verrattuna niihin, jotka eivät käytä tätä lääkettä. Tämä tulos vastaa aikaisempia tutkimuksia, joissa tehtiin meta-analyysi, joka paljasti, että PPI:t nostivat etenemisen riskin vakavaan COVID-19-tautiin. Aiemmassa tutkimuksessa raportoitiin myös, että PPI-hoidetuilla henkilöillä oli suurempi riski saada COVID-19-infektio, ehkä siksi, että PPI vähensi maha-esteen SARS-CoV-2:ksi.
Tämän tutkimuksen tekijät uskovat, että pH voi vaikuttaa suuresti SARS-CoV-2 -infektioon ja taudin vakavuuteen. Kuitenkin, lisää tutkimuksia, joissa käytetään suurempia kohortteja, tarvitaan tämän havainnon validoimiseksi ja myös pH-indusoidun ACE2-ilmentymisen molekyylimekanismin määrittämiseksi.