Mechanizm działania SARS-CoV-2 w komórkach płuc
Autor: Marta Koblańska
Data: 07.12.2020
Źródło: Sciencedaily/MK
Naukowcy po raz pierwszy opisali mapę odpowiedzi molekularnej komórek płuc na zakażenie SARS-CoV-2.
Opisane na łamach „Molecular Cell” badania to efekt pracy wielu grup z Laboratoriów Chorób Zakaźnych, Centrum Medycyny Naprawczej oraz Centrum Sieci Systemów Biologicznych.
Dzięki kombinacji komórek ludzkich pęcherzyków płucnych z wysoce zaawansowaną i precyzyjną technologią, badacze Boston University School of Medicine (BUSM) zidentyfikowali białka gospodarza oraz szlaki w komórkach płuc, które ulegają zmianom wskutek infekcji. Odkrycie to rzuca nowe światło na patologię choroby oraz nowe cele terapeutyczne w celu zahamowania zakażenia COVID-19.
Badacze odkryli, że kluczowa modyfikacja białek zwana fosforylacją zaczyna odbiegać od normy w zainfekowanych komórkach płuc. Fosforylacja białek odgrywa główną rolę w regulacji funkcji białka wewnątrz komórki organizmu. Zarówno większa obfitość białek jak i białkowa fosforylacja są zazwyczaj wysoce kontrolowanymi procesami w przypadku komórek zdrowych. Jednakże odkryto, że SARS-CoV-2 czyni spustoszenie w komórkach płuc powodując odbiegające od normy zmiany w ilości białek oraz częstości białkowej fosforylacji wewnątrz tych komórek. Te odbiegające od normy zmiany pomagają wirusowi w ostatecznym zniszczeniu komórek, zaś niszczenie zainfekowanych komórek może skutkować rozległym uszkodzeniem płuc.
Według badaczy, gdy SARS-CoV-2 wniknie do komórek płuc, gwałtownie zaczyna wykorzystywać podstawowe zasoby komórkowe, niezbędne dla wzrostu i funkcjonowania zdrowych komórek.
- Wirus wykorzystuje te zasoby do namnażania się w czasie odpierania ataku układu odpornościowego człowieka. Nowe formy wirusa opuszczają zniszczone komórki płuc, które ulegają samozagładzie. Nowe wirusy następnie infekują kolejne komórki, aby powtórzyć ten cykl – tłumaczy współautor badania Andrew Emili, profesor biochemii w BUSM.
Naukowcy przebadali komórki pęcherzyków płucnych w czasie od jednej do 24 godzin po wystąpieniu infekcji SARS-CoV-2 w celu zrozumienia zmian zachodzących w płucach zarówno tych natychmiastowych jak i postępujących później (24 godziny po zakażeniu). Zmiany te porównano następnie do procesów w komórkach niezainfekowanych. Wszystkie białka z zakażonych i niezakażonych komórek pęcherzyków płucnych zostały wyizolowane oraz oznaczone w ten sposób, aby można było je policzyć oraz ocenić fosforylację.
- Nasze wyniki wykazały, że w porównaniu ze zdrowymi komórkami, w komórkach zakażonych zachodzą dramatyczne zmiany. Chodzi o obfitość tysięcy białek i procesów fosforylacji – powiedział Darrell Kotton z BUSM.
Badacze analizowali również dane pod kątem identyfikacji obiecujących terapii i odkryli, że przynajmniej 18 leków opracowanych dla innych schorzeń może zostać potencjalnie zastosowanych na potrzeby leczenia COVID-19. Chodzi o preparaty hamujące namnażanie się wirusa w komórkach płuc.
Dzięki kombinacji komórek ludzkich pęcherzyków płucnych z wysoce zaawansowaną i precyzyjną technologią, badacze Boston University School of Medicine (BUSM) zidentyfikowali białka gospodarza oraz szlaki w komórkach płuc, które ulegają zmianom wskutek infekcji. Odkrycie to rzuca nowe światło na patologię choroby oraz nowe cele terapeutyczne w celu zahamowania zakażenia COVID-19.
Badacze odkryli, że kluczowa modyfikacja białek zwana fosforylacją zaczyna odbiegać od normy w zainfekowanych komórkach płuc. Fosforylacja białek odgrywa główną rolę w regulacji funkcji białka wewnątrz komórki organizmu. Zarówno większa obfitość białek jak i białkowa fosforylacja są zazwyczaj wysoce kontrolowanymi procesami w przypadku komórek zdrowych. Jednakże odkryto, że SARS-CoV-2 czyni spustoszenie w komórkach płuc powodując odbiegające od normy zmiany w ilości białek oraz częstości białkowej fosforylacji wewnątrz tych komórek. Te odbiegające od normy zmiany pomagają wirusowi w ostatecznym zniszczeniu komórek, zaś niszczenie zainfekowanych komórek może skutkować rozległym uszkodzeniem płuc.
Według badaczy, gdy SARS-CoV-2 wniknie do komórek płuc, gwałtownie zaczyna wykorzystywać podstawowe zasoby komórkowe, niezbędne dla wzrostu i funkcjonowania zdrowych komórek.
- Wirus wykorzystuje te zasoby do namnażania się w czasie odpierania ataku układu odpornościowego człowieka. Nowe formy wirusa opuszczają zniszczone komórki płuc, które ulegają samozagładzie. Nowe wirusy następnie infekują kolejne komórki, aby powtórzyć ten cykl – tłumaczy współautor badania Andrew Emili, profesor biochemii w BUSM.
Naukowcy przebadali komórki pęcherzyków płucnych w czasie od jednej do 24 godzin po wystąpieniu infekcji SARS-CoV-2 w celu zrozumienia zmian zachodzących w płucach zarówno tych natychmiastowych jak i postępujących później (24 godziny po zakażeniu). Zmiany te porównano następnie do procesów w komórkach niezainfekowanych. Wszystkie białka z zakażonych i niezakażonych komórek pęcherzyków płucnych zostały wyizolowane oraz oznaczone w ten sposób, aby można było je policzyć oraz ocenić fosforylację.
- Nasze wyniki wykazały, że w porównaniu ze zdrowymi komórkami, w komórkach zakażonych zachodzą dramatyczne zmiany. Chodzi o obfitość tysięcy białek i procesów fosforylacji – powiedział Darrell Kotton z BUSM.
Badacze analizowali również dane pod kątem identyfikacji obiecujących terapii i odkryli, że przynajmniej 18 leków opracowanych dla innych schorzeń może zostać potencjalnie zastosowanych na potrzeby leczenia COVID-19. Chodzi o preparaty hamujące namnażanie się wirusa w komórkach płuc.
