Recenzovaná štúdia, publikované ako predtlač, pomôže zamerať úsilie na pochopenie toho, čo SARS-COV-2 robí v tele, prečo sú niektorí ľudia náchylnejší, a ako najlepšie hľadať ošetrenia, hovoria vedci.
Keď sa objavili správy o novom koronavíruse v Číne, Ordovas-Montanes a Shalek už študovali rôzne typy buniek z celého ľudského dýchacieho systému a čreva. Mali tiež zhromaždené údaje od primátov a myší.
Vo februári, začali sa potápať do týchto údajov.
Začali sme sa pozerať na bunky z tkanív, ako je výstelka nosovej dutiny, pľúca, a črevo, na základe hlásených symptómov a kde bol vírus zistený. Chceli sme poskytnúť najlepšie možné informácie v celom našom spektre modelov výskumu. “
Jose Ordovas-Montanes, Ph.D. v detskej nemocnici v Bostone
Nedávny výskum zistil, že SARS-CoV-2-podobne ako úzko súvisiace SARS-CoV, ktoré spôsobili pandémiu SARS, používa receptor nazývaný ACE2 na získanie vstupu do ľudských buniek, pomáha im enzým nazývaný TMPRSS2. To viedlo Ordovasa-Montanesa a Shaleka a kolegov k položeniu jednoduchej otázky:Ktoré bunky v respiračnom a črevnom tkanive exprimujú ACE2 aj TMPRSS2?
Na zodpovedanie tejto otázky tím sa obrátil na jednobunkové sekvenovanie RNA, ktorý identifikuje ktorý z približne 20, V jednotlivých bunkách je „zapnutých“ 000 génov. Zistili, že iba malé percento ľudských respiračných a črevných buniek, často hlboko pod 10 percent, urobte ACE2 aj TMPRSS2. Tieto bunky sú rozdelené do troch typov:pohárové bunky v nose, ktoré vylučujú hlien; pľúcne bunky známe ako pneumocyty typu II, ktoré pomáhajú udržiavať alveoly (vaky, do ktorých sa nasáva kyslík); a jeden typ takzvaných enterocytov, ktoré lemujú tenké črevo a podieľajú sa na absorpcii živín.
Odber vzoriek z nehumánnych primátov ukázal podobný vzorec vnímavých buniek.
„Mnoho existujúcich radov respiračných buniek nemusí obsahovať celú škálu typov buniek, a môžu chýbať relevantné typy, „Poznámky Ordovas-Montanes.“ Keď pochopíte, ktoré bunky sú infikované, môžeš sa začať pýtať, "Ako fungujú tieto bunky?" "Je v týchto bunkách niečo, čo je rozhodujúce pre životný cyklus vírusu?" S rafinovanejšími mobilnými modelmi, môžeme vykonať lepšie previerky, aby sme zistili, na čo sa súčasné lieky zameriavajú v danej biológii, poskytnutie odrazového mostíka pre myši alebo primáty (okrem ľudí). “
Ale bolo to druhé zistenie štúdie, ktoré vedcov najviac zaujalo. Zistili, že gén ACE2, ktorý kóduje receptor používaný SARS-CoV-2 na vstup do ľudských buniek, je stimulovaný interferónom - jednou z hlavných obranných funkcií tela pri detekcii vírusu. Interferón skutočne zapol gén ACE2 na vyšších úrovniach, potenciálne poskytnutie vírusu novým portálom, aby sa dostali dovnútra.
„ACE2 je tiež rozhodujúci pri ochrane ľudí počas rôznych typov poranení pľúc, "poznamenáva Ordovas-Montanes." Keď príde ACE2, to je zvyčajne produktívna odpoveď. Pretože však vírus používa ako cieľ ACE2, špekulujeme, že by to mohlo využívať normálnu ochrannú odpoveď. “
Interferóny, v skutočnosti, sú testované na liečbu COVID-19. Pomohli by, alebo by viac uškodili ako pomohli? To ešte nie je jasné.
„Je možné, že u niektorých pacientov kvôli načasovaniu alebo dávke, interferón môže obsahovať vírus, zatiaľ čo v iných, interferón podporuje väčšiu infekciu, "Hovorí Ordovas-Montanes." Chceme lepšie porozumieť tomu, kde je rovnováha, a ako môžeme udržať produktívnu antivírusovú odpoveď bez toho, aby sme produkovali viac cieľových buniek na infikovanie vírusom. "
Zistenia môžu tiež priniesť nové línie skúmania okolo inhibítorov ACE. Tieto lieky sa bežne používajú na liečbu hypertenzie, ktorá je spojená s vážnejšou chorobou COVID-19. Ovplyvňujú inhibítory ACE riziko ľudí?
„ACE a ACE2 pracujú rovnakou cestou, ale v skutočnosti majú rôzne biochemické vlastnosti, „Ordovas-Montanes varuje.“ Je to komplexná biológia, ale bude dôležité pochopiť vplyv ACE inhibítorov na fyziologickú odpoveď ľudí na vírus. "
Je tiež príliš skoro na to, aby sme sa pokúsili dať do súvislosti zistenia štúdie s „cytokínovou búrkou, „Utečená zápalová reakcia, ktorá bola hlásená u veľmi chorých pacientov s COVID-19. Cytokíny sú skupinou chemikálií, ktoré zmierňujú imunitné reakcie tela na boj s infekciami, a interferón je súčasťou rodiny.
„Je možné, že vidíme cytokínovú búrku kvôli zlyhaniu interferónu obmedziť vírus na začiatku, takže pľúca začnú volať o ďalšiu pomoc. Presne to sa teraz pokúšame pochopiť. “
Tím chce tiež preskúmať, čo vírus robí v bunkách, na ktoré sa zameriava, a študovať vzorky tkaniva od detí a dospelých, aby pochopili, prečo je COVID-19 u mladších ľudí zvyčajne menej závažný. Štúdie budú pokračovať v Boston Children s podporou Benjamina Rabyho, MD, MPH, primár pľúcnej medicíny, Bruce Horwitz, MD, Ph.D., v urgentnej medicíne, a Scott Snapper, MD, PhD., primár gastroenterológie.
Carly Ziegler, Samuel Allon, a Sarah Nyquist, z MIT a Harvardu, a Ian Mbano z Výskumného ústavu zdravia Afriky boli spoluautormi článku v článku Bunka . Štúdia bola vykonaná v spolupráci so skupinou Human Cell Atlas (HCA) Lung Biological Network. Autori neuvádzajú žiadne protichodné záujmy. Úplný zoznam donorov a autorov nájdete v dokumente.
„Toto bolo neuveriteľné úsilie komunity - nielen v Bostone, ale aj so spolupracovníkmi z celého sveta, ktorí zdieľali všetky svoje nepublikované údaje, aby sa pokúsili čo najskôr sprístupniť potenciálne relevantné informácie, “hovorí Shalek, ktorý bol spoluautorom článku s Ordovasom-Montanesom. „Je inšpirujúce vidieť, koľko sa dá dosiahnuť, keď sa všetci stretnú pri riešení problému.“