Recenzirana studija, objavljen kao pretisak, pomoći će usredotočiti napore da se shvati što SARS-COV-2 radi u tijelu, zašto su neki ljudi osjetljiviji, i kako najbolje tražiti tretmane, kažu istraživači.
Kad su se pojavile vijesti o novom koronavirusu u Kini, Ordovas-Montanes i Shalek već su proučavali različite tipove stanica cijelog ljudskog dišnog sustava i crijeva. Također su prikupili podatke od primata i miševa.
U veljači, počeli su uranjati u te podatke.
Počeli smo promatrati stanice tkiva poput sluznice nosne šupljine, pluća, i crijeva, na temelju prijavljenih simptoma i mjesta gdje je virus otkriven. Željeli smo pružiti najbolje moguće informacije u cijelom našem spektru modela istraživanja. "
Jose Ordovas-Montanes, Dr. Sc. u dječjoj bolnici u Bostonu
Nedavna istraživanja pokazala su da SARS-CoV-2-poput blisko povezanog SARS-CoV koji je izazvao pandemiju SARS-a, koristi receptor nazvan ACE2 za ulazak u ljudske stanice, potpomognut enzimom zvanim TMPRSS2. To je dovelo do toga da su Ordovas-Montanes i Shalek i kolege postavili jednostavno pitanje:Koje stanice u respiratornom i crijevnom tkivu izražavaju i ACE2 i TMPRSS2?
Za rješavanje ovog pitanja, tim se okrenuo sekvenciranju jednostanične RNK, koji identificira koji od otprilike 20, 000 gena je "uključeno" u pojedinim stanicama. Otkrili su da samo mali postotak ljudskih dišnih i crijevnih stanica, često znatno ispod 10 posto, napraviti i ACE2 i TMPRSS2. Te stanice spadaju u tri vrste:vrčaste stanice u nosu koje luče sluz; plućne stanice poznate kao pneumociti tipa II koje pomažu u održavanju alveola (vrećica u koje se unosi kisik); i jedna vrsta takozvanih enterocita koji oblažu tanko crijevo i sudjeluju u apsorpciji hranjivih tvari.
Uzorkovanje primata koji nisu ljudi pokazalo je sličan uzorak osjetljivih stanica.
"Mnoge postojeće respiratorne stanične linije možda ne sadrže potpunu mješavinu tipova stanica, i mogu propustiti relevantne vrste, "Ordovas-Montanes bilješke." Kad shvatite koje su stanice zaražene, možeš početi pitati, 'Kako ove stanice rade?' 'Postoji li nešto unutar ovih stanica što je kritično za životni ciklus virusa?' S profinjenijim staničnim modelima, možemo izvesti bolje zaslone kako bismo otkrili koji postojeći lijekovi ciljaju na tu biologiju, pružajući odskočnu dasku za miševe ili primate koji nisu ljudi. "
No, to je drugi nalaz studije koji najviše intrigira znanstvenike. Otkrili su da je gen ACE2, koji kodira receptor koji SARS-CoV-2 koristi za ulazak u ljudske stanice, stimulira interferon - jedna od glavnih tjelesnih obrana kada otkrije virus. Interferon je zapravo uključio gen ACE2 na višim razinama, potencijalno daje virusu nove portale za ulazak.
"ACE2 je također kritičan u zaštiti ljudi tijekom različitih vrsta ozljeda pluća, "napominje Ordovas-Montanes." Kad se pojavi ACE2, to je obično produktivan odgovor. No budući da virus koristi ACE2 kao metu, nagađamo da bi to moglo biti iskorištavanje tog normalnog zaštitnog odgovora. "
Interferoni, zapravo, testiraju se kao lijekovi za COVID-19. Da li bi pomogli, ili bi učinili više štete nego koristi? To još nije jasno.
"Možda je kod nekih pacijenata, zbog vremena ili doze, interferon može sadržavati virus, dok u drugima, interferon potiče veću infekciju, "kaže Ordovas-Montanes." Želimo bolje razumjeti gdje leži ravnoteža, i kako možemo održati produktivan antivirusni odgovor bez stvaranja više ciljnih stanica koje bi virus mogao zaraziti. "
Nalazi također mogu pokrenuti nove linije istraživanja o ACE inhibitorima. Ovi lijekovi se obično koriste za liječenje hipertenzije, koji je povezan s težom bolešću COVID-19. Utječu li ACE inhibitori na rizik ljudi?
"ACE i ACE2 rade na istom putu, ali oni zapravo imaju različita biokemijska svojstva, "Ordovas-Montanes upozorava." To je složena biologija, ali bit će važno razumjeti utjecaj ACE inhibitora na fiziološki odgovor ljudi na virus. "
Također je prerano za pokušaj povezivanja nalaza studije s "citokinskom olujom, "odbjegli upalni odgovor koji je zabilježen kod vrlo bolesnih pacijenata s COVID-19. Citokini su obitelj kemikalija koje jačaju imunološke odgovore tijela u borbi protiv infekcija, a interferon je dio obitelji.
"Možda se radi o oluji citokina zbog neuspjeha interferona da ograniči virus za početak, pa pluća počnu tražiti dodatnu pomoć. Upravo to sada pokušavamo shvatiti. "
Tim također želi istražiti što virus radi u stanicama na koje cilja, te proučavati uzorke tkiva djece i odraslih kako bi se razumjelo zašto je COVID-19 tipično manje ozbiljan kod mlađih osoba. Studije će se nastaviti na Boston Children's uz podršku Benjamina Rabyja, DOKTOR MEDICINE, MPH, šef pulmološke medicine, Bruce Horwitz, DOKTOR MEDICINE, Dr. Sc., u hitnoj medicini, i Scott Snapper, DOKTOR MEDICINE, Doktor znanosti, šef gastroenterologije.
Carly Ziegler, Samuel Allon, i Sarah Nyquist, MIT -a i Harvarda, i Ian Mbano s Afričkog zdravstvenog istraživačkog instituta bili su prvi autori rada u Stanica . Studija je provedena u suradnji s grupom za plućnu biološku mrežu Human Cell Atlas (HCA). Autori navode da nema suprotstavljenih interesa. Za potpuni popis donatora i autora pogledajte članak.
"Ovo je bio nevjerojatan napor zajednice - ne samo u Bostonu, ali i sa suradnicima diljem svijeta koji su podijelili svoje neobjavljene podatke kako bi pokušali učiniti potencijalno relevantne informacije što je brže moguće dostupnima, "kaže Shalek, koji je bio jedan od viših autora na papiru s Ordovas-Montanesom. "Nadahnuto je vidjeti koliko se može postići kada se svi okupe kako bi se uhvatili u koštac s problemom."