O estudo revisado por pares, publicado como uma pré-impressão, ajudará a concentrar esforços para entender o que o SARS-COV-2 faz no corpo, porque algumas pessoas são mais suscetíveis, e a melhor forma de pesquisar tratamentos, dizem os pesquisadores.
Quando surgiram notícias sobre um novo coronavírus na China, Ordovas-Montanes e Shalek já haviam estudado diferentes tipos de células de todo o sistema respiratório e intestino humano. Eles também coletaram dados de primatas e camundongos.
Em fevereiro, eles começaram a mergulhar nesses dados.
Começamos a olhar para as células de tecidos, como o revestimento da cavidade nasal, os pulmões, e intestino, com base nos sintomas relatados e onde o vírus foi detectado. Queríamos fornecer as melhores informações possíveis em todo o nosso espectro de modelos de pesquisa. "
José Ordovas-Montanes, Ph.D. no Hospital Infantil de Boston
Uma pesquisa recente descobriu que o SARS-CoV-2 - como o SARS-CoV intimamente relacionado que causou a pandemia de SARS, usa um receptor chamado ACE2 para entrar nas células humanas, auxiliado por uma enzima chamada TMPRSS2. Isso levou Ordovas-Montanes e Shalek e colegas a fazer uma pergunta simples:quais células no tecido respiratório e intestinal expressam tanto ACE2 quanto TMPRSS2?
Para resolver esta questão, a equipe voltou-se para o sequenciamento de RNA de célula única, que identifica qual de aproximadamente 20, 000 genes estão "ligados" em células individuais. Eles descobriram que apenas uma pequena porcentagem das células respiratórias e intestinais humanas, frequentemente bem abaixo de 10 por cento, faça ACE2 e TMPRSS2. Essas células se dividem em três tipos:células caliciformes no nariz que secretam muco; células pulmonares conhecidas como pneumócitos do tipo II, que ajudam a manter os alvéolos (os sacos por onde o oxigênio é absorvido); e um tipo dos chamados enterócitos que revestem o intestino delgado e estão envolvidos na absorção de nutrientes.
Amostras de primatas não humanos mostraram um padrão semelhante de células suscetíveis.
"Muitas linhas de células respiratórias existentes podem não conter a mistura completa de tipos de células, e pode perder os tipos que são relevantes, "Notas de Ordovas-Montanes." Depois de entender quais células estão infectadas, você pode começar a perguntar, 'Como funcionam essas células?' 'Existe algo dentro dessas células que é crítico para o ciclo de vida do vírus?' Com modelos celulares mais refinados, podemos realizar telas melhores para encontrar quais drogas existentes têm como alvo essa biologia, fornecendo um trampolim para entrar em ratos ou primatas não humanos. "
Mas foi a segunda descoberta do estudo que mais intrigou os cientistas. Eles descobriram que o gene ACE2, que codifica o receptor usado pelo SARS-CoV-2 para entrar nas células humanas, é estimulado pelo interferon - uma das principais defesas do corpo quando detecta um vírus. O interferon realmente ativou o gene ACE2 em níveis mais elevados, potencialmente dando ao vírus novos portais para entrar.
"O ACE2 também é fundamental para proteger as pessoas durante vários tipos de lesão pulmonar, "observa Ordovas-Montanes." Quando ACE2 surge, geralmente é uma resposta produtiva. Mas, uma vez que o vírus usa ACE2 como alvo, especulamos que pode estar explorando essa resposta protetora normal. "
Interferons, na verdade, estão sendo testados como um tratamento para COVID-19. Eles ajudariam, ou fariam mais mal do que bem? Isso ainda não está claro.
"Pode ser que em alguns pacientes, por causa do tempo ou da dose, interferon pode conter o vírus, enquanto em outros, interferon promove mais infecção, "diz Ordovas-Montanes." Queremos entender melhor onde está o equilíbrio, e como podemos manter uma resposta antiviral produtiva sem produzir mais células-alvo para o vírus infectar. "
As descobertas também podem levantar novas linhas de investigação em torno dos inibidores da ECA. Esses medicamentos são comumente usados para tratar a hipertensão, que tem sido associada a doença COVID-19 mais grave. Os inibidores da ECA estão afetando o risco das pessoas?
"ACE e ACE2 funcionam na mesma via, mas eles realmente têm propriedades bioquímicas diferentes, "Ordovas-Montanes adverte." É uma biologia complexa, mas será importante entender o impacto dos inibidores da ECA na resposta fisiológica das pessoas ao vírus. "
Também é muito cedo para tentar relacionar as descobertas do estudo com a "tempestade de citocinas, "uma resposta inflamatória descontrolada que foi relatada em pacientes muito doentes com COVID-19. As citocinas são uma família de substâncias químicas que estimulam as respostas imunológicas do corpo para combater infecções, e o interferon faz parte da família.
"Pode ser que estejamos vendo uma tempestade de citocinas por causa de uma falha do interferon em restringir o vírus, para começar, então os pulmões começam a pedir mais ajuda. Isso é exatamente o que estamos tentando entender agora. "
A equipe também quer explorar o que o vírus está fazendo nas células que ele almeja, e estudar amostras de tecido de crianças e adultos para entender por que COVID-19 é normalmente menos grave em pessoas mais jovens. Os estudos continuarão na Boston Children's com o apoio de Benjamin Raby, MD, MPH, chefe da medicina pulmonar, Bruce Horwitz, MD, Ph.D., na medicina de emergência, e Scott Snapper, MD, PhD, chefe de gastroenterologia.
Carly Ziegler, Samuel Allon, e Sarah Nyquist, do MIT e Harvard, e Ian Mbano do Africa Health Research Institute foram os co-autores do artigo em Célula . O estudo foi realizado em colaboração com o grupo Human Cell Atlas (HCA) Lung Biological Network. Os autores não relatam interesses conflitantes. Consulte o artigo para obter uma lista completa de financiadores e autores.
"Este tem sido um esforço incrível da comunidade - não apenas dentro de Boston, mas também com colaboradores em todo o mundo que compartilharam seus dados não publicados para tentar disponibilizar informações potencialmente relevantes o mais rápido possível, "diz Shalek, que foi co-autor sênior do artigo com Ordovas-Montanes. "É inspirador ver o quanto pode ser realizado quando todos se reúnem para resolver um problema."
Carrapatos agora carregam várias doenças,
As restrições do COVID-19 levaram a uma queda de 86 por cento nas infecções por norovírus nos EUA,
As descobertas iniciais do Projeto Microbioma Humano geraram "centenas de estudos subsequentes"
Ácido glicirrízico como candidato a medicamento para COVID-19
A doença de Parkinson pode ser prevenida por micróbios intestinais
Células imunológicas reparam intestino danificado em crianças com DII
Os pesquisadores esperam que um exame de sangue que diagnostique com precisão a fibromialgia esteja disponível em cinco anos
Pesquisadores da Ohio State University têm evidências de que as amostras de sangue podem detectar a fibromialgia com segurança, uma doença que muitas vezes é diagnosticada incorretamente devido aos se
Certas espécies bacterianas podem aumentar o risco de HIV em mulheres,
encontra novo estudo Um estudo recente publicado no The Lancet Infectious Diseases, descreve sete espécies de bactérias vaginais que podem aumentar significativamente o risco de infecção por HIV em
A genética pode influenciar a composição do microbioma mais do que fatores ambientais
Os pesquisadores que estudam ratos no Instituto de Tecnologia Technion-Israel descobriram que o microbioma é influenciado pela genética muito mais do que pelo ambiente de nascimento materno.