Vertaisarvioitu tutkimus, julkaistu esipainettuna, auttaa keskittymään pyrkimyksiin ymmärtää, mitä SARS-COV-2 tekee kehossa, miksi jotkut ihmiset ovat alttiimpia, ja miten parhaiten etsiä hoitoja, tutkijat sanovat.
Kun uutiset uuteen koronavirukseen Kiinassa, Ordovas-Montanes ja Shalek olivat jo tutkineet erilaisia solutyyppejä koko ihmisen hengityselimistöstä ja suolistosta. He olivat myös keränneet tietoja kädellisiltä ja hiiriltä.
Helmikuussa, he alkoivat sukeltaa näihin tietoihin.
Aloimme tarkastella soluja kudoksista, kuten nenäontelon limakalvosta, keuhkot, ja suolisto, perustuu ilmoitettuihin oireisiin ja siihen, missä virus on havaittu. Halusimme tarjota parasta mahdollista tietoa koko tutkimusmallimme laajuudesta. "
Jose Ordovas-Montanes, Ph.D. Bostonin lastensairaalassa
Viimeaikaisten tutkimusten mukaan SARS-CoV-2-kuten läheisesti sukua oleva SARS-CoV, joka aiheutti SARS-pandemian, käyttää reseptoria nimeltä ACE2 päästäkseen ihmisen soluihin, TMPRSS2 -nimisen entsyymin avustuksella. Tämä johti Ordovas-Montanesin ja Shalekin ja kollegoidensa esittämään yksinkertaisen kysymyksen:Mitkä solut hengitys- ja suolistokudoksessa ilmentävät sekä ACE2:ta että TMPRSS2:ta?
Tähän kysymykseen vastaamiseksi ryhmä siirtyi yksisoluiseen RNA-sekvensointiin, joka tunnistaa mitkä noin 20, 000 geeniä on "päällä" yksittäisissä soluissa. He havaitsivat, että vain pieni osa ihmisen hengitys- ja suolistosoluista, usein alle 10 prosenttia, tehdä sekä ACE2 että TMPRSS2. Nämä solut kuuluvat kolmeen tyyppiin:nenän pikarisolut, jotka erittävät limaa; keuhkosolut, jotka tunnetaan tyypin II keuhkosoluina ja jotka auttavat ylläpitämään alveoleja (pusseja, joissa happea otetaan); ja yksi tyyppi niin kutsuttuja enterosyyttejä, jotka vuoraavat ohutsuolen ja osallistuvat ravinteiden imeytymiseen.
Näytteistä kädellisistä ei-ihmis kädet osoittivat samanlaista herkkien solujen mallia.
"Monet olemassa olevat hengityssolulinjat eivät välttämättä sisällä koko solutyyppien yhdistelmää, ja saattavat jättää huomiotta merkitykselliset tyypit, "Ordovas-Montanes toteaa." Kun ymmärrät, mitkä solut ovat saaneet tartunnan, voit alkaa kysyä, 'Kuinka nämä solut toimivat?' "Onko näissä soluissa jotain kriittistä viruksen elinkaarelle?" Hienostuneilla solumalleilla voimme suorittaa parempia näyttöjä löytääksemme, mitä olemassa olevat lääkkeet kohdistavat kyseiseen biologiaan, tarjoamalla askeleen hiirille tai kädellisille. "
Mutta se oli tutkimuksen toinen havainto, joka eniten kiehtoo tutkijoita. He havaitsivat, että ACE2 -geeni, joka koodaa reseptorin, jota SARS-CoV-2 käyttää ihmisen soluihin, sitä stimuloi interferoni - yksi kehon tärkeimmistä puolustusmekanismeista, kun se havaitsee viruksen. Interferoni todella käynnisti ACE2 -geenin korkeammilla tasoilla, mahdollisesti antaa virukselle uusia portaaleja päästäkseen sisään.
"ACE2 on myös kriittinen suojelemaan ihmisiä erilaisten keuhkovaurioiden aikana, "toteaa Ordovas-Montanes." Kun ACE2 tulee esiin, se on yleensä tuottava vastaus. Mutta koska virus käyttää ACE2:ta kohteena, spekuloimme, että se saattaa hyödyntää normaalia suojaavaa vastausta. "
Interferonit, itse asiassa, testataan COVID-19-hoitona. Auttaisiko ne, vai olisiko niistä enemmän haittaa kuin hyötyä? Se ei ole vielä selvää.
"Voi olla, että joillakin potilailla ajoituksen tai annoksen vuoksi, interferoni voi sisältää viruksen, kun muissa, interferoni edistää tulehduksia, "sanoo Ordovas-Montanes." Haluamme ymmärtää paremmin tasapainon, ja kuinka voimme ylläpitää tuottavaa viruslääkettä tuottamatta lisää kohdesoluja viruksen tartuttamiseksi. "
Tulokset voivat myös nostaa esiin uusia tutkimuslinjoja ACE:n estäjien suhteen. Näitä lääkkeitä käytetään yleisesti verenpaineen hoitoon, joka on yhdistetty vakavampaan COVID-19-tautiin. Vaikuttavatko ACE:n estäjät ihmisten riskiin?
"ACE ja ACE2 toimivat samalla reitillä, mutta niillä on todellisuudessa erilaiset biokemialliset ominaisuudet, "Ordovas-Montanes varoittaa." Se on monimutkainen biologia, mutta on tärkeää ymmärtää ACE:n estäjien vaikutus ihmisten fysiologiseen vasteeseen virukselle. "
On myös liian aikaista yrittää yhdistää tutkimustulokset "sytokiinimyrskyyn, "karkaava tulehdusreaktio, joka on raportoitu erittäin sairailla COVID-19-potilailla. ja interferoni on osa perhettä.
"Voi olla, että näemme sytokiinimyrskyn, koska interferoni ei alun perin pystynyt rajoittamaan virusta, niin keuhkot alkavat kutsua lisää apua. Juuri sitä yritämme ymmärtää juuri nyt. "
Tiimi haluaa myös tutkia, mitä virus tekee kohdistamissaan soluissa, ja tutkia kudosnäytteitä lapsilta ja aikuisilta ymmärtääkseen, miksi COVID-19 on tyypillisesti vähemmän vakava nuoremmilla ihmisillä. Opinnot jatkuvat Bostonin lapsilla Benjamin Rabyn tuella, MD, MPH, keuhkolääketieteen päällikkö, Bruce Horwitz, MD, Ph.D., hätälääketieteessä, ja Scott Snapper, MD, PhD, gastroenterologian päällikkö.
Carly Ziegler, Samuel Allon, ja Sarah Nyquist, MIT ja Harvard, ja Ian Mbano Afrikan terveystutkimuslaitoksesta olivat kirjan ensimmäisiä kirjoittajia Solu . Tutkimus tehtiin yhteistyössä Human Cell Atlas (HCA) Lung Biological Network -ryhmän kanssa. Kirjoittajat eivät raportoi kilpailevista eduista. Katso paperista täydellinen luettelo rahoittajista ja kirjoittajista.
"Tämä on ollut uskomatonta yhteisön työtä - ei vain Bostonissa, mutta myös yhteistyökumppaneiden kanssa ympäri maailmaa, jotka ovat kaikki jakaneet julkaisemattomia tietojaan ja yrittäneet saattaa mahdollisesti asiaankuuluvat tiedot saataville mahdollisimman nopeasti, "sanoo Shalek, joka oli paperin vanhempi kirjoittaja Ordovas-Montanesin kanssa. "On inspiroivaa nähdä, kuinka paljon voidaan saavuttaa, kun kaikki kokoontuvat ratkaisemaan ongelman."