Celule umane cele mai vulnerabile la coronavirus

În timpul epidemiei SARS inițiale de la începutul anilor 2000, cercetătorii au descoperit că virusul responsabil, desemnat oficial SARS-CoV, infectează celulele cu ajutorul a două proteine: un receptor numit enzimă convertoare de angiotensină 2 (ACE2), care ajută virusul să se lege celule, și o enzimă numită serină proteză transmembrană de tip II (TMPRSS2), care mediază infecția celulei.

La începutul acestui an, oamenii de știință au descoperit că SARS-CoV-2 – cea care provoacă COVID-19 – exploatează aceleași două proteine, oferind cercetătorilor un indiciu vital pentru identificarea celor mai sensibile ținte ale virusului la nivel celular: celulele respiratorii și țesutul intestinal care prezinta atât ACE2 cât și TMPRSS2.

„Imediat ce ne-am dat seama că rolul acestor proteine a fost confirmat biochimic, am început să căutăm unde sunt acele gene în seturile noastre de date existente”, spune imunologul Jose Ordovas-Montanes, de la Spitalul de Copii din Boston, noteaza sciencealert.com.

Într-un efort uriaș, multi-instituțional, implicând zeci de oameni de știință, cercetătorii au analizat mai multe seturi de date de secvențare a ARN-ului, compilând informații pentru mii de tipuri diferite de celule la om, primate non-umane și șoareci.

Celule umane cele mai vulnerabile la coronavirus
În special, echipa a căutat modele de expresie genică pentru sute de tipuri de celule din plămâni, celule nazale și intestine – zone ale corpului care știm că pot adăposti SARS-CoV-2.

„Deoarece avem acest depozit incredibil de informații, am putut începe să analizăm care ar fi celulele țintă pentru infecție”, spune fizicianul chimic Alex Shalek, de la MIT.

„Chiar dacă aceste seturi de date nu au fost concepute special pentru a studia [SARS-CoV-2], este posibil să ne dea un indiciu să identificăm unele dintre lucrurile care ar putea fi relevante.”

În cele din urmă, analiza a arătat că doar o mică minoritate de celule respiratorii și intestinale umane au gene care exprimă atât ACE2, cât și TMPRSS2.

Printre cele care fac acest lucru, au fost identificate trei tipuri de celule principale: celule pulmonare numite pneumocite de tip II (care ajută la menținerea sanatatii sacilor de aer, cunoscuti sub numele de alveole); celule intestinale numite enterocite, care ajută organismul să absoarbă nutrienți; și celule goblet în pasajul nazal, care secretă mucus.

ACE2 și TMPRSS2
Indiferent dacă ACE2 și TMPRSS2 trebuie să se afle pe aceeași celulă sau dacă formele solubile de TMPRSS2 pot pluti în jur și pot face aceeași muncă, rămâne un domeniu pentru cercetările viitoare. Cercetătorii spun că cunoașterea tipurilor de celule care fac țintele cele mai evidente ar putea fi un mare ajutor pentru lucrările viitoare, inclusiv investigațiile privind dezvoltarea potențialelor medicamente antivirale pentru combaterea pandemiei.

„Poate că aceasta nu este povestea completă, dar cu siguranță pictează o imagine mult mai precisă”, explică Ordovas-Montanes.

„Acum putem spune cu un anumit nivel de încredere că acești receptori sunt exprimați pe aceste celule specifice din aceste țesuturi.”

Printre noile rezultate, echipa a făcut și o descoperire interesantă. O familie de proteine imune numite interferoni, care ajută de obicei organismul să combată infecțiile, se dovedește a stimula gena ACE2 care produce proteina ACE2.

Tocmai asta înseamnă că unul dintre mecanismele naturale de apărare ale organismului nostru împotriva agenților patogeni, în acest caz, ar putea sfârși prin promovarea SARS-CoV-2, prin reglarea producției de receptor pe care virusul îl folosește in celule.

Dacă da, ar putea fi un exemplu de adaptare evolutivă tristă, deși cercetătorii spun că mai sunt multe de aflat. „Acesta nu este singurul exemplu în acest sens”, explică Ordovas-Montanes.

„Există alte exemple de coronavirusuri și alte virusuri care vizează de fapt genele stimulate de interferon ca modalități de a intra în celule. Într-un fel, este cel mai de încredere răspuns al gazdei.”