Οι περισσότεροι ιοί στοχεύουν συγκεκριμένα κύτταρα του ξενιστή που μολύνουν. Ο νέος κορονοϊός ή SARS-CoV-2, όπως είναι γνωστό, δεν αποτελεί εξαίρεση στον παραπάνω κανόνα καθώς μολύνει τα αναπνευστικά επιθηλιακά κύτταρα στο τοίχωμα των πνευμόνων προκαλώντας δύσπνοια. Το συχνότερο αίτιο θανάτου στους ασθενείς που νοσούν από COVID-19 είναι η πνευμονία και το σύνδρομο οξείας αναπνευστικής ανεπάρκειας (ARDS).
Μία νέα έρευνα από επιστήμονες στο Berlin Institute of Health (BIH), το Charité – Universitätsmedizin Berlin και την Thorax Clinic at Heidelberg University Hospital, διαπίστωσε ότι ο SARS-CoV-2 στοχεύει συγκεκριμένα πρόδρομα κύτταρα που λέγονται παροδικά εκκριτικά κύτταρα των βρογχιολίων. Ο ιός προσβάλλει τα κύτταρα αυτά προκαλώντας διάχυτη φλεγμονή στο αναπνευστικό σύστημα. Η επιστημονική ομάδα εξέτασε δείγματα από ασθενείς που δεν είχαν μολυνθεί με τον ιό για να διαπιστώσει ποια είναι τα κύτταρα στους πνεύμονες και τους βρόγχους που στοχεύει ο τελευταίος.
Όπως διαπίστωσαν, ο υποδοχέας του κορονοϊού εκφράζεται στα πρόδρομα κύτταρα τα ωριμάζουν και καλύπτουν τις επιφάνειες του αναπνευστικού συστήματος. Τα κύτταρα αυτά έχουν βλεφαρίδες και τριχοειδείς προεκβολές που μπορούν να απομακρύνουν τη βλέννη και τα βακτήρια από τους πνεύμονες. Η μελέτη των επιστημόνων δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό EMBO Journal και εξηγεί το μηχανισμό μέσω του οποίου ο ιός εισέρχεται στους πνεύμονες και προκαλεί πνευμονία.
COVID-19 και Πνεύμονες
Αρχικά, η επιστημονική ομάδα ήθελε να εξετάσει γιατί εμφανίζεται καρκίνος του πνεύμονα σε ασθενείς που δεν καπνίζουν. Για το λόγο αυτό είχε εξετάσει δείγματα πνευμονικού ιστού από 12 ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα που νοσηλεύτηκαν στο Heidelberg Lung Biobank. Οι επιστήμονες έλαβαν τα δείγματα από υγιή τμήματα του πνεύμονα, όσο και από νεοπλασματικό ιστό. Ανέλυσαν επίσης δείγματα από υγιείς εθελοντές.
Μόλις ξεκίνησε η πανδημία του COVID-19 οι επιστήμονες θέλησαν να επανεξετάσουν τα παραπάνω δεδομένα.
«Ήμουν βέβαιος ότι τα δεδομένα που είχαμε συλλέξει από τους παραπάνω ασθενείς θα προσφέρουν σημαντικές πληροφορίες που θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε τους μηχανισμούς της λοίμωξης από τον SARS-CoV-2», είπε ο Roland Eils, διευθυντής στο BIH Digital Health Center.
Υποδοχείς και Συμπαράγοντες
Η επιστημονική ομάδα θέλησε να εξετάσει ποια είναι κύτταρα που στοχεύει ο νέος κορονοϊός. Οι ερευνητές γνώριζαν ήδη ότι η πρωτεΐνη spike του ιού προσκολλάται στους υποδοχείς του μετατρεπτικού ενζύμου της αγγειοτενσίνης 2 που βρίσκονται στην επιφάνεια του κυττάρου. Είχαν παρατηρήσει επίσης ότι ο ιός χρειάζεται ένα ή περισσότερους συμπαράγοντες για να εισέλθει στα κύτταρα.
Η επιστημονική ομάδα χρησιμοποίησε τεχνολογίες ανάλυσης της αλληλουχίας κυττάρων για να εξετάσει τα δείγματα από τους ασθενείς. Οι ερευνητές ανέλυσαν συνολικά 60.000 κύτταρα με σκοπό να διαπιστώσουν αν ενεργοποιείται το γονίδιο του υποδοχέα και ορισμένων άλλων συμπαραγόντων.
«Αναλύσαμε συνολικά σχεδόν 60.000 κύτταρα για να διαπιστώσουμε αν τα γονίδια του υποδοχέα και άλλων συμπαραγόντων είναι ενεργοποιημένα και επιτρέπουν στα κύτταρα να μολυνθούν από τον SARS-CoV-2, είπε ο Soeren Lukassen, ένας από τους επικεφαλής της έρευνας.
«Ανακαλύψαμε δείγματα μεταγραφής του γονιδίου μόνο για τον ACE2 και τον συμπαράγοντα TMPRSS2 σε πολύ λίγα κύτταρα και μόνο σε μικρές ποσότητες», είπε ο Lukassen.
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν επίσης ότι συγκεκριμένα πρόδρομα κύτταρα στους βρόγχους παράγουν τους υποδοχείς που χρησιμοποιεί ο κορονοϊός. Η νέα αυτή ανακάλυψη θα ανοίξει το δρόμο για πιο στοχευμένες θεραπείες. Επίσης, διαπιστώθηκε ότι ο αριθμός των υποδοχέων του ACE2 αυξάνεται με την ηλικία και είναι μεγαλύτερος στους άνδρες σε σχέση με τις γυναίκες, γεγονός που εξηγεί γιατί ο ιός επηρεάζει συχνότερα άνδρες και άτομα μεγαλύτερης ηλικίας.
Ο μόνος περιορισμός της έρευνας ήταν ότι ο αριθμός των εθελοντών που εξετάστηκαν ήταν σχετικά μικρός για να καταλήξει σε ασφαλή συμπεράσματα. Οι ερευνητές τόνισαν ότι η μελέτη τους πρέπει να επαναληφθεί και να επιβεβαιωθεί σε μεγαλύτερο δείγμα ασθενών.
«Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι ο ιός έχει πολύ ειδική συμπεριφορά. Τόσο ο πολλαπλασιασμός όσο και η εξάπλωσή του εξαρτώνται από συγκεκριμένα κύτταρα του ανθρώπου», είπε ο Eils.
«Όσο καλύτερα κατανοήσουμε την αλληλεπίδραση ανάμεσα στον ιό και τον ξενιστή, τόσο ευκολότερο θα είναι να αναπτύξουμε αποτελεσματικά φάρμακα», πρόσθεσε.
«Στη συνέχεια, θα εξετάσουμε γιατί ο ιός προκαλεί ήπια νόσηση σε κάποια άτομα και σοβαρότερη σε άλλα. Για το σκοπό αυτό θα εξετάσουμε ειδικά τα ανοσιακά κύτταρα στους ιστούς που επηρεάζει», κατέληξε.