Πως εισέρχεται ο κορωνοϊός στα κύτταρά μας;

Κωνσταντίνος Τριανταφυλλίδης

Ομότιμος Καθηγητής Γενετικής και Γενετικής του ανθρώπου
Τμήμα Βιολογίας, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης

 

Μελέτη δείχνει ότι μία από τις κύριες άμυνες του οργανισμού, οι ιντερφερόνες, κατά των ιογενών λοιμώξεων μπορεί στην πραγματικότητα να βοηθήσει τον ιό να μολύνει αυτά τα ίδια τα κύτταρα!!

Πολλές επιστημονικές ομάδες αγωνίζονται να διαλευκάνουν τα μυστικά του κορονοϊού SARS-CoV-2, που προκαλεί σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο, και είναι η αιτία της πανδημικής ασθένειας COVID-19. Το πρώτο στάδιο στην είσοδο του ιού είναι η προσκόλληση της ιικής πρωτεΐνης της ακτίνας του ιού στον υποδοχέα των ανθρώπινων κυττάρων, που είναι το μετατρεπτικό ένζυμο της αγγιειοτασίνης καρβοξυπεοτιδασης 2 (ACE2) για να αποκτήσει είσοδο στα κύτταρα. Στη συνέχεια, μια άλλη ανθρώπινη πρωτεΐνη, η TMPRSS2, κόβει σαν ψαλίδι την πρωτεΐνη της ακτίνας του ιού, επιτρέποντας έτσι στο γενετικό (RNA) υλικό του ιού να διεισδύσει στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων μας και να αρχίσει να αναδιπλασιάζεται/μεταφράζεται στα ανθρώπινα ριβοσώματα.

Το γονίδιο ACE2 εκφράζεται στα κύτταρα του πνεύμονα, του καρδιαγγειακού συστήματος αλλά και σε ορισμένα αιμοποιητικά κύτταρα, τα κύτταρα των νεφρών και των εντέρων. Το ένζυμο που κωδικοποιεί το γονίδιο ACE επιδρά στη λειτουργία των νεφρών, στην κατανάλωση οξυγόνου στα κύτταρα, αλλά ρυθμίζει το καρδιοαγγειακό σύστημα και την αρτηριακή πίεση.

Το γονίδιο TMPRSS2 εκφράζεται σε πολλούς ιστούς, συμπεριλαμβανομένου του προστάτη, του μαστού, των νεφρών, του παχέος εντέρου, του λεπτού εντέρου, του παγκρέατος, των ωοθηκών, των σιελογόνων αδένων, του στομάχου και του πνεύμονα.

Ο νέος κορωνοϊός όμως είναι πολύ παράξενος στη συμπεριφορά του και τραγικά επιλεκτικός. Μερικοί περνούν την ίωση χωρίς καν να το καταλάβουν, ενώ άλλοι νοσούν σοβαρά. Γεγονός είναι ότι ένα ποσοστό περίπου 5% από τους σοβαρά άρρωστους είναι ηλικιωμένοι ή έχουν υποκείμενα προβλήματα υγείας, όπως καρδιακές παθήσεις, αλλά ορισμένοι που παρουσιάζουν βαριά πνευμονοπάθεια και καταλήγουν από την ασθένεια ήταν προηγουμένως υγιείς και ακόμη και σχετικά νέοι. όπως στην περίπτωση του πρόσφατου περιστατικού από τη Θεσσαλονίκη. Θα άξιζε συνεπώς να ελεγχθεί κατά πόσο η γενετική σύσταση των ασθενών για τα γονίδια ACE2 και/η TMPRSS2 επηρεάζει το κατά πόσο πιο ευάλωτοι/ανθεκτικοί να μολυνθούν από τον ιό ή πόσο ήπια/σοβαρά κλινικά συμπτώματα θα παρουσιάσουν.

Στο περιοδικό Cell (21/4/2020), ένα από τα πιο έγκυρα επιστημονικά περιοδικά του πλανήτη, δημοσιεύτηκε εργασία από πολυμελή διεθνή επιστημονική ομάδα που περιγράφει τους πιθανούς τύπους κυττάρων που μολύνει ο ιός. Ουσιαστικά η ερευνητική ομάδα έθεσε προς διερεύνηση μια απλή ερώτηση: Ποια κύτταρα στον αναπνευστικό και εντερικό ιστό εκφράζουν τόσο το γονίδιο ACE2 όσο και το γονίδιο TMPRSS2; Προς τούτο προσδιόρισε την αλληλουχία RNA σε μεμονωμένα κύτταρα προκειμένου να προσδιορίζει ποια από τα περίπου 21.000 γονίδια του ανθρώπου είναι “ενεργά” σε μεμονωμένα κύτταρα. Διαπίστωσαν ότι μόνο ένα μικρό ποσοστό ανθρώπινων αναπνευστικών και εντερικών κυττάρων, συχνά πολύ κάτω από το 10%, υπάρχει έκφραση τόσο του γονίδιου ACE2 όσο και του TMPRSS2. Αυτά τα κύτταρα εμπίπτουν σε τρεις κατηγορίες: εκκριτικά κύτταρα της μύτης που εκκρίνουν βλέννα, κυψελιδικά πνευμονικά κύτταρα γνωστά ως πνευμονοκύτταρα τύπου II που βοηθούν στη διατήρηση των κυψελίδων (οι σάκοι όπου προσλαμβάνεται οξυγόνο) και έναν τύπο των λεγόμενων εντεροκυττάρων που εμπλέκονται στην απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών.

Πολλές αναπνευστικές κυτταρικές σειρές ενδέχεται να μην περιέχουν το πλήρες μείγμα τύπων κυττάρων. Μόλις γνωρίσουμε ποια κύτταρα έχουν μολυνθεί ενδέχεται να μπορούμε να χορηγήσουμε στον ασθενή τα κατάλληλα φάρμακα.

Μια πιο ενδιαφέρουσα παρατήρηση ήταν η ακόλουθη. Ανακάλυψαν ότι το γονίδιο ACE2, το οποίο κωδικοποιεί τον υποδοχέα που χρησιμοποιείται από το SARS-CoV-2 για είσοδο σε ανθρώπινα κύτταρα, διεγείρεται από την ιντερφερόνη – μία από τις κύριες άμυνες του σώματος όταν ανιχνεύει έναν ιό. Η Ιντερφερόνη ενεργοποιεί το γονίδιο ACE2 σε υψηλότερα επίπεδα, δίνοντας δυνητικά στον ιό νέες πύλες για είσοδο στα κύτταρά μας.

Στην πραγματικότητα, οι ιντερφερόνες δοκιμάζονται ως θεραπεία για τη νόσο COVID-19. Το ερώτημα είναι εάν η χορήγησή τους θα έκανε περισσότερο κακό παρά καλό; Αυτό δεν είναι ακόμη σαφές. “Ίσως σε ορισμένους ασθενείς, λόγω του χρονισμού ή της δόσης, η ιντερφερόνη να καταπολεμά τον ιό, ενώ σε άλλους, η ιντερφερόνη να προάγει περισσότερη μόλυνση και να ενισχύει τη λοίμωξη.

 

 

*Βιβλιογραφία.

Ziegler C. et al. (2020). SARS-CoV-2 receptor ACE2 is an interferon-stimulated gene in human airway epithelial cells and is detected in specific cell subsets across tissues. Cell DOI: 10.1016/j.cell.2020.04.035