SARS-CoV-2 je RNA virus koji pripada obitelji Coronaviridae iz roda Betacoronavirus. Spike (S) protein ovog virusa prvenstveno posreduje u interakciji s ljudskim stanicama domaćinima. Domena koja veže receptore (RBD) prisutna na površini S proteina veže se s receptorom domaćina za enzim koji pretvara angiotenzin 2 (ACE2). ACE2 prisutan je u nekoliko tkiva domaćina, kao što su epitelne stanice GI i stanice jetre.
Istraživači su otkrili prisutnost ovog virusa u nekoliko tkiva, kao što je jednjak, trbuh, dvanaesnik, i rektuma. Također, endoskopija hospitaliziranih pacijenata s teškom infekcijom COVID-19 pokazala je krvarenje jednjaka s erozijama i čirevima.
Ljudi s komorbiditetima općenito pate od teške infekcije COVID-19. Ovi pacijenti pokazuju veću razinu ACE2 u plućima od onih bez komorbiditeta. Nedavna studija pokazala je da je ACE2 značajno izražen u plućima ljudi koji pate od kroničnih opstruktivnih plućnih bolesti i plućne arterijske hipertenzije. Budući da ekspresija ACE2 ovisi o određenim stanjima, poput povišene razine glukoze, hipoksija, i stres stanica, istraživači vjeruju da bi drugi komorbiditeti povezani s GI-om mogli biti povezani s različitim oblicima COVID-19.
Nova studija objavljena u časopisu Granice medicine ukazao je da Barrettov jednjak (BE) i gastroezofagealna refluksna bolest (GERB) mogu predstavljati nove komorbiditete povezane s SARS-CoV-2 bolešću. Prethodna studija procijenila je da u Sjedinjenim Državama, 5,6% odraslih ima BE, bolest kod koje GERB oštećuje plosnatu sluznicu jednjaka.
U ovoj studiji, istraživači su otkrili da je ACE2 visoko izražen u jednjaku pacijenata s BE. U ovih pacijenata, kiseli pH potiče ekspresiju ACE2. Tim je uzgajao ljudske primarne monocite u sniženom pH, koji je otkrio povećanje ekspresije ACE2 i značajnije virusno opterećenje nakon infekcije SARS-CoV-2.
Istraživači sugeriraju da pH kiseline pojačava infekciju COVID-19 regulirajući ACE2 receptor, i to, zauzvrat, mogu imati kliničke implikacije za pacijente koji pate od GERB -a ili BE. Iako nema dokaza o mehanizmima koji povezuju promjene pH i ekspresiju ACE2, prethodne studije pokazale su da hipoksična stanja mogu povećati ekspresiju ACE2. Ova studija otkrila je da su dva od poznatih regulatora ACE2, naime, HNF1B i FOXA2, prijavljeno je da su gore regulirane u 6 od 8 transkriptomskih studija BE. To ukazuje da bi se ti regulatori mogli povezati s pH-induciranom ekspresijom ACE2 u BE.
Jedna od glavnih karakteristika bolesti COVID-19 je oštećenje pluća, što može dovesti do akutne hipoksije i druge respiratorne acidoze. U Dodatku, istraživači vjeruju da je kod nekih od teško zaraženih pacijenata COVID-19, dolazi do acidoze krvi. Ovo stanje pogoršava stanje pacijenta povećanjem ekspresije ACE2, što pojačava ulazak SARS-CoV-2 u ljudske stanice. Također, povećana razina enzima laktat dehidrogenaze, koji pretvara laktat iz piruvata, je povezan s teškom bolešću COVID-19. Ova povećana razina laktata može izravno promijeniti izvanstanični i unutarstanični pH, koji mijenja ekspresiju ACE2. Potrebno je više istraživanja kako bi se procijenilo u kojoj mjeri akutna sistemska acidoza utječe na ozbiljnost COVID-19. U ovoj studiji, istraživači su naznačili da bi sam pH mogao promijeniti modifikaciju ACE2 i naknadno inhibirati infekciju SARS-CoV-2 u pacijenata.
Meta-analiza transkriptoma gastroezofagealnog spoja pacijenata s Barrettovim jednjakom. (A) Meta-analiza 8 studija Barrettovih transkriptoma jednjaka. (B) Broj različito izraženih gena u Barrettovom jednjaku u usporedbi s ne-Barrettovim jednjakom. Linije pokazuju broj gena (os y) koji se smatraju reguliranim prema gore (crvene linije) ili prema dolje (plave linije) u Barrettovom jednjaku (P-vrijednost <0,05; log2 preklopna promjena> 1; kombinirani FDR <0,01) u jednom ili više skupova podataka (os x). Naveden je broj gena koji su regulirani prema gore i prema dolje u najmanje sedam studija. (C) ACE2 je pojačano reguliran u bolesnika s Barrettovim jednjakom. Svaka traka predstavlja promjenu nabora izraza log2 između pacijenata i kontrolnih pojedinaca. Trake pogrešaka pokazuju interval pouzdanosti od 95%. Crvene trake predstavljaju P-vrijednost <0,05, a siva neznačajnu P-vrijednost. (D) Analiza obogaćivanja puta pomoću gena reguliranih prema gore i prema dolje u najmanje sedam studija. Stupci predstavljaju kombinirani rezultat (os x) izračunat pomoću Enrichr alata za odabrane genske setove gene ontologije (os y). (E) Ekspresija ACE2 u stanicama tretiranim inhibitorima protonske pumpe. Svaka kutija za prikaz predstavlja log2 ekspresiju neobrađenih (CTRL) stanica i stanica tretiranih omeprazolom (OPZ) ili lansoprazolom (LPZ). (F) Analiza obogaćivanja genskog seta (GSEA) 8 studija Barrettovih transkriptoma jednjaka pomoću genskih setova povezanih s pH. Veličina i boja krugova proporcionalni su normaliziranom skoru obogaćivanja (NES) genskih skupova (kolona) u svakoj studiji (redovi). ID -ovi ontologije gena navedeni su pri vrhu.Ovo je istraživanje obuhvatilo dvije neovisne kohorte koje se sastoje od 1, 357 pacijenata zaraženih SARS-CoV-2. Jedna grupa je imala povijest korištenja inhibitora protonske pumpe (PPI), a druga grupa je uključivala pojedince koji nisu koristili lijek. Ovo je istraživanje otkrilo da su pacijenti liječeni PPI-om (koji se koristi za liječenje GERB-a) imali veći rizik od razvoja teške infekcije SARS-CoV-2. To je procijenjeno promatranjem povećanog prijema na intenzivnu njegu.
Unaprijediti, znanstvenici su također izvijestili da se stopa mortaliteta povećala 2 do 3 puta u skupini liječenoj PPI-om, u odnosu na one koji ne koriste ovaj lijek. Ovaj rezultat usklađen je s prethodnim studijama koje su provele meta-analizu koja je otkrila da su PPI povećale rizik od progresije do teškog COVID-19. Prethodna studija također je izvijestila da su osobe liječene PPI-om u većem riziku od zaraze COVID-19, možda zato što je PPI smanjio želučanu barijeru na SARS-CoV-2.
Autori ove studije vjeruju da pH može uvelike utjecati na infekciju SARS-CoV-2 i težinu bolesti. Međutim, potrebno je više studija koje koriste veće kohorte kako bi se potvrdio ovaj nalaz, a također i odredio molekularni mehanizam povezan s pH-induciranom ekspresijom ACE2.