Stomach Health > žalúdok zdravie >  > Q and A > žalúdok otázka

Kyslé pH zvyšuje infekciu SARS-CoV-2 up-reguláciou receptora ACE2

Pokračujúca pandémia koronavírusovej choroby 2019 (COVID-19), ktorá je spôsobená novým koronavírusom, totiž závažný akútny respiračný syndróm koronavírus 2 (SARS-CoV-2), si na celom svete vyžiadal viac ako 4,6 milióna životov. Táto choroba spôsobuje celý rad symptómov spojených s dýchaním, neurologické, a poruchách trávenia. U niektorých vážne infikovaných pacientov s COVID-19 sa vyvinula akútna pneumónia, zatiaľ čo iní trpia gastrointestinálnymi (GI) príznakmi, ako je hnačka, vracanie, atď.

Infekcia SARS-CoV-2 u ľudí

SARS-CoV-2 je RNA vírus, ktorý patrí do rodiny Coronaviridae rodu Betacoronavirus. Proteín Spike (S) tohto vírusu primárne sprostredkováva interakciu s ľudskými hostiteľskými bunkami. Receptor viažuca doména (RBD) prítomná na povrchu S proteínu sa viaže na receptor hostiteľa angiotenzín konvertujúceho enzýmu 2 (ACE2). ACE2 je prítomný v niekoľkých hostiteľských tkanivách, ako sú GI epiteliálne bunky a pečeňové bunky.

Vedci zistili prítomnosť tohto vírusu v niekoľkých tkanivách, ako je pažerák, žalúdok, dvanástnik, a konečníka. Tiež, endoskopia hospitalizovaných pacientov so závažnou infekciou COVID-19 ukázala krvácanie z pažeráka s eróziou a vredmi.

Ľudia s komorbiditou spravidla trpia závažnou infekciou COVID-19. Títo pacienti vykazujú vyššie hladiny ACE2 v pľúcach ako pacienti bez komorbidít. Nedávna štúdia ukázala, že ACE2 bol významne exprimovaný v pľúcach ľudí trpiacich chronickou obštrukčnou chorobou pľúc a pľúcnou arteriálnou hypertenziou. Pretože expresia ACE2 závisí od určitých podmienok, ako sú zvýšené hladiny glukózy, hypoxia, a bunkový stres, Vedci sa domnievajú, že iné komorbidity súvisiace so ZO môžu byť spojené s rôznymi formami COVID-19.

Nová štúdia

Nová štúdia publikovaná v časopise Hranice medicíny naznačili, že Barrettov pažerák (BE) a gastroezofageálny reflux (GERD) môžu predstavovať nové komorbidity spojené s ochorením SARS-CoV-2. Predchádzajúca štúdia odhadovala, že v USA 5,6% dospelých má BE, choroba, pri ktorej dochádza k poškodeniu dlaždicovej sliznice pažeráka GERD.

V tejto štúdii, vedci odhalili, že ACE2 je silne exprimovaný v pažeráku pacientov s BE. U týchto pacientov kyslé pH indukuje expresiu ACE2. Tím kultivoval ľudské primárne monocyty pri zníženom pH, čo odhalilo zvýšenie expresie ACE2 a významnejšiu vírusovú záťaž po infekcii SARS-CoV-2.

Vedci naznačujú, že kyslé pH zvyšuje infekciu COVID-19 zvýšením regulácie receptora ACE2, a to, zasa môže mať klinické dôsledky pre pacientov trpiacich GERD alebo BE. Aj keď neexistuje žiadny dôkaz o mechanizmoch, ktoré spájajú zmeny pH a expresiu ACE2, predchádzajúce štúdie ukázali, že hypoxické podmienky môžu zvýšiť expresiu ACE2. Táto štúdia odhalila, že dva zo známych regulátorov ACE2, totiž HNF1B a FOXA2, bolo hlásených, že sú up-regulované v 6 z 8 transkriptomických štúdií BE. To naznačuje, že tieto regulátory môžu byť spojené s expresiou ACE2 indukovanou pH v BE.

Jednou z hlavných charakteristických vlastností ochorenia COVID-19 je poškodenie pľúc, čo môže viesť k akútnej hypoxii a ďalšej respiračnej acidóze. Navyše, vedci sa domnievajú, že u niektorých vážne infikovaných pacientov s COVID-19, dochádza k acidóze krvi. Tento stav zhoršuje stav pacienta zvýšením expresie ACE2, čo zvyšuje vstup SARS-CoV-2 do ľudských buniek. Tiež, zvýšená hladina enzýmu laktátdehydrogenázy, ktorý prevádza laktát z pyruvátu, súvisí s vážnym ochorením COVID-19. Táto zvýšená hladina laktátu môže priamo meniť extracelulárne a intracelulárne pH, ktorý mení expresiu ACE2. Na vyhodnotenie rozsahu, v akom akútna systémová acidóza ovplyvňuje závažnosť ochorenia COVID-19, je potrebný ďalší výskum. V tejto štúdii, vedci naznačili, že samotné pH môže byť schopné modifikovať expresiu ACE2 a následne inhibovať infekciu SARS-CoV-2 u pacientov.

Metaanalýza transkriptómov gastroezofageálneho spojenia u pacientov s Barrettovým pažerákom. (A) Metaanalýza 8 štúdií transkriptómov Barrettovho pažeráka. (B) Počet diferenciálne exprimovaných génov v Barrettovom pažeráku v porovnaní s non-Barrettovým pažerákom. Riadky ukazujú počet génov (os y) považovaných za up-regulované (červené čiary) alebo down-regulované (modré čiary) v Barrettovom pažeráku (hodnota P <0,05; log2 násobná zmena> 1; kombinovaná FDR <0,01) v jednom alebo viacerých súboroch údajov (os x). Uvádza sa počet up-regulovaných a down-regulovaných génov v najmenej siedmich štúdiách. (C) ACE2 je upregulovaný u pacientov s Barrettovým pažerákom. Každý stĺpec predstavuje zmenu expresie log2 medzi pacientmi a kontrolnými jednotlivcami. Chybové stĺpce označujú 95% interval spoľahlivosti. Stĺpce v červenej farbe predstavujú hodnotu P <0,05 a v sivej nevýznamnú hodnotu P. (D) Analýza obohacovania dráhy pomocou up-regulovaných a down-regulovaných génov v najmenej siedmich štúdiách. Stĺpce predstavujú kombinované skóre (os x) vypočítané nástrojom Enrichr pre vybrané génové sady génovej ontológie (os y). (E) Expresia ACE2 v bunkách ošetrených inhibítormi protónovej pumpy. Každý boxplot predstavuje log2 expresiu neošetrených (CTRL) buniek a buniek ošetrených buď omeprazolom (OPZ) alebo lansoprazolom (LPZ). (F) Analýza obohatenia génovej sady (GSEA) z 8 štúdií transkriptómov Barrettovho pažeráka s použitím génových sád súvisiacich s pH. Veľkosť a farba kruhov sú úmerné normalizovanému skóre obohatenia (NES) génových súborov (stĺpcov) v každej štúdii (riadky). ID génovej ontológie sú uvedené v hornej časti.

Táto štúdia zahŕňala dve nezávislé kohorty pozostávajúce z 1, 357 pacientov infikovaných SARS-CoV-2. Jedna skupina mala v anamnéze používanie inhibítorov protónovej pumpy (PPI) a ďalšia skupina obsahovala jednotlivcov, ktorí drogu neužívali. Táto štúdia odhalila, že pacienti liečení PPI (používaným na liečbu GERD) majú vyššie riziko vzniku závažnej infekcie SARS-CoV-2. Toto sa hodnotilo pozorovaním zvýšeného príjmu intenzívnej starostlivosti.

Ďalej, vedci tiež uviedli, že miera úmrtnosti sa v skupine liečenej PPI zvýšila 2 až 3-násobne, v porovnaní s tými, ktorí tento liek nepoužívajú. Tento výsledok je v súlade s predchádzajúcimi štúdiami, ktoré uskutočnili metaanalýzu a odhalili, že PPI zvyšujú riziko progresie na závažný COVID-19. Predchádzajúca štúdia tiež uvádzala, že u jedincov liečených PPI bolo vyššie riziko infekcie COVID-19, možno preto, že PPI znížil žalúdočnú bariéru na SARS-CoV-2.

Záver

Autori tejto štúdie sa domnievajú, že pH môže do značnej miery ovplyvniť infekciu SARS-CoV-2 a závažnosť ochorenia. Avšak, na validáciu tohto zistenia a tiež na určenie molekulárneho mechanizmu súvisiaceho s expresiou ACE2 indukovanou pH je potrebných viac štúdií s použitím väčších kohort.