Tyrimai rodo, kaip SARS-CoV-2 patenka į kvėpavimo takų audinius ir naudoja mūsų gynybą

Mes pradėjome žiūrėti į audinių ląsteles, tokias kaip nosies ertmės gleivinė, plaučius, ir žarnynas, pagal simptomus, apie kuriuos pranešta, ir tai, kur buvo aptiktas virusas. Mes norėjome pateikti geriausią įmanomą informaciją visame mūsų tyrimų modelių spektre “.

Jose Ordovas-Montanes, Ph.D. Bostono vaikų ligoninėje

COVID-19 jautrios ląstelės

Naujausi tyrimai parodė, kad SARS-CoV-2, kaip ir artimai susijęs SARS-CoV, sukėlęs SARS pandemiją, naudoja receptorių, vadinamą ACE2, kad patektų į žmogaus ląsteles, padeda fermentas, vadinamas TMPRSS2. Dėl to Ordovas-Montanesas ir Shalekas su kolegomis uždavė paprastą klausimą:kurios kvėpavimo ir žarnyno audinių ląstelės išreiškia ir ACE2, ir TMPRSS2?

Norėdami atsakyti į šį klausimą, komanda kreipėsi į vienos ląstelės RNR seką, kuris nustato, kuris iš maždaug 20, 000 genų yra „įjungta“ atskirose ląstelėse. Jie nustatė, kad tik nedidelė dalis žmogaus kvėpavimo ir žarnyno ląstelių, dažnai gerokai žemiau 10 proc. sukurti tiek ACE2, tiek TMPRSS2. Tos ląstelės suskirstytos į tris tipus:taurės ląstelės nosyje, išskiriančios gleives; plaučių ląstelės, žinomos kaip II tipo pneumocitai, padedančios išlaikyti alveoles (maišelius, į kuriuos patenka deguonis); ir vienos rūšies vadinamieji enterocitai, kurie tiesia plonąją žarną ir dalyvauja maistinių medžiagų įsisavinime.

Mėginiai iš nežmoginių primatų parodė panašų jautrių ląstelių modelį.

„Daugelyje esamų kvėpavimo takų ląstelių linijų gali nebūti viso ląstelių tipų mišinio, ir gali praleisti aktualius tipus, "Ordovas-Montanes pažymi." Kai suprasite, kurios ląstelės yra užkrėstos, galite pradėti klausinėti, "Kaip šios ląstelės veikia?" „Ar šiose ląstelėse yra kažkas, kas yra labai svarbu viruso gyvavimo ciklui?“ Su rafinuotesniais korinio ryšio modeliais, galime atlikti geresnius ekranus, kad sužinotume, kokie esami vaistai yra skirti šiai biologijai, suteikiantį žingsnį patekti į peles ar nežmoginius primatus “.

Interferonas:naudingas ar žalingas?

Tačiau tai buvo antroji tyrimo išvada, kuri labiausiai intriguoja mokslininkus. Jie atrado, kad ACE2 genas, koduoja receptorius, kuriuos SARS-CoV-2 naudoja patekti į žmogaus ląsteles, stimuliuoja interferonas - viena iš pagrindinių organizmo apsaugos priemonių aptikus virusą. Interferonas iš tikrųjų įjungė ACE2 geną aukštesniame lygyje, potencialiai suteikdamas virusui naujų portalų patekti.

„ACE2 taip pat yra labai svarbus apsaugant žmones įvairių tipų plaučių sužalojimų metu, "pažymi Ordovas-Montanes." Kai pasirodys ACE2, paprastai tai yra produktyvus atsakymas. Bet kadangi virusas naudoja ACE2 kaip taikinį, mes spėliojame, kad tai gali išnaudoti tą įprastą apsauginį atsaką “.

Interferonai, iš tiesų, yra bandomi gydyti COVID-19. Ar jie padėtų, o gal jie darys daugiau žalos nei naudos? Tai dar neaišku.

„Gali būti, kad kai kuriems pacientams dėl laiko ar dozės, interferonas gali turėti virusą, būdamas kituose, interferonas skatina daugiau infekcijų, -sako Ordovas-Montanesas.-Norime geriau suprasti, kur slypi pusiausvyra, ir kaip mes galime išlaikyti produktyvų antivirusinį atsaką, nesukuriant daugiau tikslinių ląstelių virusui užkrėsti “.

AKF inhibitoriai ir citokinų audros

Išvados taip pat gali sukelti naujų tyrimų apie AKF inhibitorius. Šie vaistai dažniausiai naudojami hipertenzijai gydyti. kuris buvo susijęs su sunkesne COVID-19 liga. Ar AKF inhibitoriai veikia žmonių riziką?

„ACE ir ACE2 veikia tuo pačiu keliu, bet iš tikrųjų jie turi skirtingas biochemines savybes, "Ordovas-Montanes įspėja." Tai sudėtinga biologija, bet bus svarbu suprasti AKF inhibitorių poveikį žmonių fiziologiniam atsakui į virusą “.

Taip pat per anksti bandyti susieti tyrimo išvadas su „citokinų audra, "bėgantis uždegiminis atsakas, apie kurį pranešta labai sergantiems COVID-19 pacientams. Citokinai yra cheminių medžiagų šeima, kuri sutelkia organizmo imuninį atsaką kovai su infekcijomis, ir interferonas yra šeimos dalis.

„Gali būti, kad matome citokinų audrą dėl to, kad interferonas iš pradžių nesugebėjo apriboti viruso, todėl plaučiai ima kviesti daugiau pagalbos. Būtent tai mes dabar ir bandome suprasti “.

Ateities kryptys

Komanda taip pat nori ištirti, ką virusas veikia ląstelėse, į kurias jis nukreiptas, ir ištirti vaikų ir suaugusiųjų audinių mėginius, kad suprastų, kodėl jaunesniems žmonėms COVID-19 paprastai būna ne toks sunkus. Studijos bus tęsiamos „Boston Children“, palaikomos Benjamino Raby, MD, MPH, plaučių medicinos viršininkas, Bruce'as Horwitzas, MD, Daktaras, skubioje medicinoje, ir Scottas Snapperis, MD, Daktaras, gastroenterologijos vadovas.

Carly Ziegler, Samuelis Allonas, ir Sarah Nyquist, MIT ir Harvardo, ir Ianas Mbano iš Afrikos sveikatos tyrimų instituto buvo pirmieji šio straipsnio autoriai Ląstelė . Tyrimas atliktas bendradarbiaujant su Žmogaus ląstelių atlaso (HCA) plaučių biologinio tinklo grupe. Autoriai praneša, kad nėra konkuruojančių interesų. Visą finansuotojų ir autorių sąrašą rasite straipsnyje.

„Tai buvo neįtikėtinos bendruomenės pastangos - ne tik Bostone, bet ir su bendradarbiais visame pasaulyje, kurie visi pasidalino neskelbtais duomenimis, kad kuo greičiau pateiktų potencialiai svarbią informaciją, “ - sako Shalekas, kuris kartu su Ordovu-Montanesu buvo šio straipsnio vyresnysis autorius. „Įkvepia pamatyti, kiek daug galima nuveikti, kai visi susirenka spręsti problemos“.

• Saldžiųjų bulvių mikrobiomos tyrimai yra svarbus žingsnis siekiant padidinti derlių
• Ribotos sveikatos priežiūros taisyklės gali atidėti tuberkuliozės diagnozę ir gydymą