Recenzirana študija, objavljeno kot natis, bo pomagal osredotočiti prizadevanja, da bi razumel, kaj SARS-COV-2 počne v telesu, zakaj so nekateri ljudje bolj dovzetni, in kako najbolje poiskati zdravljenje, pravijo raziskovalci.
Ko se je na Kitajskem pojavila novica o novem koronavirusu, Ordovas-Montanes in Shalek sta že preučevala različne vrste celic iz celotnega človeškega dihalnega sistema in črevesja. Zbrali so tudi podatke primatov in miši.
Februarja, so se začeli poglabljati v te podatke.
Začeli smo gledati celice iz tkiv, kot je obloga nosne votline, pljuča, in črevesje, na podlagi prijavljenih simptomov in kje je bil virus odkrit. Želeli smo zagotoviti najboljše možne informacije v celotnem spektru raziskovalnih modelov. "
Jose Ordovas-Montanes, Dr. v otroški bolnišnici v Bostonu
Nedavne raziskave so pokazale, da je SARS-CoV-2-podobno kot SARS-CoV, ki je povzročil pandemijo SARS, uporablja receptor ACE2 za vstop v človeške celice, pomaga encim TMPRSS2. Zaradi tega so Ordovas-Montanes, Shalek in sodelavci postavili preprosto vprašanje:Katere celice v dihalnem in črevesnem tkivu izražajo tako ACE2 kot TMPRSS2?
Da bi rešili to vprašanje, ekipa se je obrnila na zaporedje enoceličnih RNA, ki opredeljuje, kateri od približno 20, 000 genov je "vklopljenih" v posameznih celicah. Ugotovili so, da le majhen odstotek človeških dihalnih in črevesnih celic, pogosto precej pod 10 odstotkov, naredite tako ACE2 kot TMPRSS2. Te celice spadajo v tri vrste:peharne celice v nosu, ki izločajo sluz; pljučne celice, znane kot pnevmociti tipa II, ki pomagajo vzdrževati alveole (vrečke, v katere vstopa kisik); in eno vrsto tako imenovanih enterocitov, ki obdajajo tanko črevo in sodelujejo pri absorpciji hranil.
Vzorčenje pri primatih razen človeka je pokazalo podoben vzorec občutljivih celic.
"Mnoge obstoječe dihalne celične linije morda ne vsebujejo celotne mešanice vrst celic, in morda spregledajo ustrezne vrste, "Ordovas-Montanes ugotavlja." Ko razumete, katere celice so okužene, lahko začneš spraševati, "Kako te celice delujejo?" "Je v teh celicah kaj kritičnega za življenjski cikel virusa?" Z bolj izpopolnjenimi mobilnimi modeli, lahko izvedemo boljše zaslone, da ugotovimo, katera obstoječa zdravila ciljajo na to biologijo, zagotavljanje odskočne deske za miši ali primate, ki niso ljudje. "
Toda druga ugotovitev študije najbolj zanima znanstvenike. Odkrili so, da je gen ACE2, ki kodira receptor, ki ga SARS-CoV-2 uporablja za vstop v človeške celice, ga stimulira interferon - eden od glavnih obrambnih mehanizmov telesa, ko zazna virus. Interferon je dejansko vklopil gen ACE2 na višjih ravneh, lahko virusu omogoči dostop do novih portalov.
"ACE2 je ključnega pomena tudi za zaščito ljudi med različnimi vrstami poškodb pljuč, "ugotavlja Ordovas-Montanes." Ko se pojavi ACE2, to je običajno produktiven odziv. Ker pa virus uporablja ACE2 kot tarčo, ugibamo, da morda izkorišča ta običajni zaščitni odziv. "
Interferoni, pravzaprav, se testirajo kot zdravilo za COVID-19. Ali bi pomagali, ali bi naredili več škode kot koristi? To še ni jasno.
"Mogoče je, da pri nekaterih bolnikih zaradi časa ali odmerka, interferon lahko vsebuje virus, medtem ko v drugih, interferon spodbuja večjo okužbo, "pravi Ordovas-Montanes." Želimo bolje razumeti, kje je ravnovesje, in kako lahko ohranimo produktiven protivirusni odziv, ne da bi proizvedli več ciljnih celic, ki bi jih virus lahko okužil. "
Ugotovitve lahko sprožijo tudi nova vprašanja o zaviralcih ACE. Ta zdravila se običajno uporabljajo za zdravljenje hipertenzije, ki je bila povezana s hujšo boleznijo COVID-19. Ali zaviralci ACE vplivajo na tveganje ljudi?
"ACE in ACE2 delujeta na isti poti, imajo pa dejansko različne biokemične lastnosti, "Ordovas-Montanes opozarja." To je kompleksna biologija, pomembno pa bo razumeti vpliv zaviralcev ACE na fiziološki odziv ljudi na virus. "
Prav tako je prezgodaj, da bi poskusili povezati ugotovitve študije s "citokinsko nevihto, "bežen vnetni odziv, o katerem so poročali pri zelo bolnih bolnikih s COVID-19. Citokini so družina kemikalij, ki povečujejo imunski odziv telesa v boju proti okužbam, interferon pa je del družine.
"Mogoče je, da zaradi citokinske nevihte opazimo neuspeh interferona pri omejevanju virusa, zato začnejo pljuča klicati več pomoči. Prav to skušamo zdaj razumeti. "
Ekipa želi raziskati tudi, kaj virus počne v celicah, na katere cilja, ter preučiti vzorce tkiv otrok in odraslih, da bi razumeli, zakaj je COVID-19 pri mlajših ljudeh običajno manj hud. Študij se bo nadaljeval na Boston Children s podporo Benjamina Rabyja, MD, MPH, vodja pljučne medicine, Bruce Horwitz, MD, Doktor znanosti, v urgentni medicini, in Scott Snapper, MD, Doktor znanosti, vodja gastroenterologije.
Carly Ziegler, Samuel Allon, in Sarah Nyquist, MIT in Harvard, in Ian Mbano z Afriškega raziskovalnega inštituta za zdravje sta bila soavtorja prispevka v Celica . Študija je bila narejena v sodelovanju s skupino pljučnega biološkega omrežja Human Celas Atlas (HCA). Avtorji ne poročajo o nasprotujočih si interesih. Celoten seznam ustanoviteljev in avtorjev si oglejte v prispevku.
"To je bil neverjeten napor skupnosti - ne samo v Bostonu, ampak tudi s sodelavci po vsem svetu, ki so vsi delili svoje neobjavljene podatke, da bi poskušali čim hitreje dati na voljo potencialno pomembne informacije, "pravi Shalek, ki je bil skupaj z Ordovas-Montanes avtor na papirju. "Navdihujoče je videti, koliko je mogoče doseči, ko se vsi zberejo, da bi se lotili problema."