“Điểm nóng” của Coronavirus nhiễm trùng ở cơ thể người

Nhiễm coronavirus SARS-CoV -2 có thể ảnh hưởng đến nhiều cơ quan. Với suy nghĩ này, các nhà nghiên cứu của Trung tâm Bệnh thoái hóa thần kinh Đức (DZNE) và Đại học Cornell (Hoa Kỳ) đã nghiên cứu các yếu tố tế bào có thể quan trọng đối với nhiễm trùng. Để đạt được mục tiêu này, họ đã phân tích hoạt động của 28 gen cụ thể trong một loạt các mô của con người. Phát hiện của họ, cung cấp bản đồ các yếu tố tiềm ẩn liên quan đến bệnh tật trên cơ thể con người, được công bố trên tạp chí Cell Reports.

“SARS-CoV-2 không chỉ lây nhiễm vào hệ hô hấp mà còn có khả năng ảnh hưởng đến nhiều cơ quan khác trong cơ thể. Ngay cả khi vi rút lây nhiễm vào hệ hô hấp trước, điều cần thiết là có thể dự đoán nơi nó có thể đi tiếp theo. Điều này hỗ trợ để phát triển các liệu pháp. Do đó, mục tiêu của chúng tôi là tìm hiểu thêm về điều gì khiến các cơ quan khác nhau dễ bị nhiễm trùng, ”Tiến sĩ Vikas Bansal, một nhà khoa học dữ liệu tại trang DZNE’s Tuebingen giải thích. “Do đó, chúng tôi đã xem xét các mô khác nhau để xem thành phần nào của bộ máy tế bào có thể liên quan đến nhiễm trùng và loại tế bào nào có vẻ đặc biệt nhạy cảm.” Bansal là đồng tác giả của bài báo hiện tại với Manvendra Singh, một thành viên của tổng thống Cornell, và với Cedric Feschotte, giáo sư tại Khoa Sinh học Phân tử và Di truyền tại Đại học Cornell.

Tìm kiếm ứng viên

Hợp tác với các đồng nghiệp Hoa Kỳ của mình, Bansal bắt đầu bằng cách xác định 28 gen của con người, tương ứng là các yếu tố tế bào, cho phép vi rút xâm nhập vào tế bào người hoặc có thể quan trọng đối với nhiễm trùng. Ngoài các thụ thể trên bề mặt tế bào, chúng còn bao gồm các protein mà mầm bệnh có lẽ cần để nhân lên trong tế bào. Quan trọng hơn, danh sách các yếu tố được nghiên cứu cũng chứa các enzym ngăn chặn sự xâm nhập của mầm bệnh vào tế bào – được gọi là “yếu tố hạn chế”. Tóm lại, 28 đặc điểm tế bào được phân tích được gọi là “SCARFs” cho “các yếu tố và thụ thể liên quan đến SARS-CoV-2 và coronavirus”.

“Vi rút được biết là sử dụng sai cái gọi là thụ thể ACE2, xuất hiện trên bề mặt tế bào người, để cập bến và xâm nhập vào chúng. Do đó, rất nhiều người chú ý đến thụ thể này và các yếu tố khác liên quan đến nó. Chúng là những điểm khởi đầu tiềm năng cho các liệu pháp, ”Bansal nói. Tuy nhiên, các coronavirus liên quan được biết là sử dụng nhiều khả năng để lây nhiễm các tế bào. Theo nhà nghiên cứu, bằng chứng cho thấy điều này cũng áp dụng cho SARS-CoV-2. “Do đó, chúng tôi đã mở rộng phân tích của mình sang các yếu tố tế bào được phát hiện là có liên quan trong các coronavirus khác và do đó cũng có thể quan trọng đối với SARS-CoV-2.”

Bansal giải thích cho dù điều này có thực sự xảy ra hay không, các thí nghiệm trong tương lai sẽ phải chỉ ra. Ông nói, đối với những cuộc điều tra như vậy, mục đích là để xác định những ứng viên có triển vọng. “Tuy nhiên, nghiên cứu của chúng tôi chỉ là một bức ảnh chụp nhanh. Nghiên cứu đang phát triển nhanh chóng. Chúng tôi không ngừng tìm hiểu những sự thật mới về loại virus này ”.

Hồ sơ hoạt động gen

Sử dụng thông tin từ cơ sở dữ liệu khoa học, các nhà nghiên cứu đã phân tích hoạt động gen – còn được gọi là “các mẫu biểu hiện” – trong khoảng 400.000 tế bào người từ nhiều loại mô khác nhau. Chúng bao gồm niêm mạc mũi, phổi, ruột, thận, tim, não và các cơ quan sinh sản. Phân tích được thực hiện ở cấp độ đơn bào và sử dụng các phương pháp tin sinh học phức tạp. Bansal cho biết: “Điều này cho phép chúng tôi điều tra xem các tế bào SCARF được biểu hiện trong những tế bào nào và tỷ lệ phần trăm tế bào trong một mô nhất định biểu hiện những yếu tố này. “Kết quả của chúng tôi chắc chắn bị hạn chế bởi thực tế là các mô hình biểu hiện có thể thay đổi trong quá trình nhiễm trùng và các cấu hình hoạt động như vậy không phản ánh trực tiếp sự phong phú của các protein như các thụ thể tế bào. Tuy nhiên, các mẫu biểu hiện là chỉ số tốt ”.

“Chiến trường” và các điểm nóng

Cùng với thực tế đã biết rằng SARS-CoV-2 tấn công cụ thể vào đường hô hấp, các biểu hiện xác định niêm mạc mũi như một “chiến trường”. Do đó, các tế bào của niêm mạc mũi chứa cả các yếu tố tạo điều kiện lây nhiễm như thụ thể ACE2 cũng như các yếu tố ức chế sự xâm nhập của vi rút, như IFITM3 và LY6E. “IFITM3 là một loại protein có tác dụng ngăn cản các coronavirus khác vượt qua màng tế bào. Tương tự cũng có thể áp dụng cho SARS-CoV-2. LY6E cũng hoạt động như một cơ chế phòng thủ, ”Bansal nói. “Do đó, có vẻ như sự tiếp xúc của vi-rút với niêm mạc mũi dẫn đến một cuộc giằng co. Do đó, câu hỏi đặt ra là ai sẽ là người chiến thắng. Điều thú vị là dữ liệu của chúng tôi cho thấy mức độ biểu hiện của các yếu tố xâm nhập trong mô mũi của con người thay đổi theo độ tuổi. Đây có thể là một lý do tại sao người cao tuổi dễ bị nhiễm SARS-CoV-2 hơn ”.

Theo nghiên cứu hiện tại, ruột, thận, tinh hoàn và nhau thai là những điểm nóng tiềm ẩn, có nghĩa là, những khu vực này dường như được đặc trưng bởi sự đồng biểu hiện đáng kể của ACE2 với TMPRSS2, một loại enzyme liên quan đến sự xâm nhập của virus kết hợp với ACE2. Bansal cho biết: “Chúng tôi cũng có thể xác định một số yếu tố tế bào, là lựa chọn thay thế cho thụ thể ACE2, có thể góp phần đưa SARS-CoV-2 xâm nhập vào phổi, tim và hệ thần kinh trung ương. “Hiện nay SARS-CoV-2 được biết là có thể gây ra các rối loạn thần kinh. Mặc dù virus vẫn chưa được phát hiện trong tế bào thần kinh, nhưng hệ thống thần kinh bao gồm các tế bào khác như tế bào hình sao và pericytes, ví dụ liên quan đến việc điều hòa hàng rào máu não, là giao diện giữa não và dòng máu. Theo nghiên cứu của chúng tôi, những tế bào này có thể dễ bị nhiễm trùng. Điều này có thể liên quan đến một thụ thể được gọi là BSG. Nhìn chung, nghiên cứu của chúng tôi do đó cung cấp nhiều dữ liệu và manh mối cụ thể cho các nghiên cứu trong tương lai về coronavirus. ”

Trung tâm Bệnh thoái hóa thần kinh Đức (DZNE)

DZNE nghiên cứu tất cả các khía cạnh của các bệnh thoái hóa thần kinh (chẳng hạn như bệnh Alzheimer và Parkinson và bệnh xơ cứng teo cơ một bên) để phát triển các phương pháp mới về phòng ngừa, điều trị và sức khỏe quan tâm. DZNE bao gồm mười địa điểm trên khắp nước Đức và hợp tác chặt chẽ với các trường đại học, bệnh viện đại học và các tổ chức khác ở cấp độ quốc gia và quốc tế. DZNE là thành viên của Hiệp hội Helmholtz.

Nguồn: scitechdaily.com