Jak COVID-19 rozprzestrzenia się w ustroju człowieka?

COVID-19 jest chorobą nową i wiedza na jej temat dopiero powstaje. Ponieważ genom koronawirusa, który ją wywołuje, jest aż w 88% podobny do wirusa powodującego SARS, obserwuje się wiele podobieństw w przebiegu obu chorób; więcej o genomie pod adresem: http://gazeta-dla-lekarzy.com/index.php/wazniejsze-nowosci/891-zbadano-genom-wirusa-z-wuhan.

W genomie koronawirusa są też elementy podobne do HIV. Na podstawie tych podobieństw podejmowane są próby stosowania w COVID-19 leków podawanych w SARS i HIV.

Do czego by się przyczepić albo o receptorach ACE 2

Naukowcy holenderscy w 2004 roku opublikowali bardzo interesujące doniesienie na temat patogenezy zespołu SARS, które wyjaśnia wiele zagadnień również w odniesieniu do COVID-19. Z artykułu Tissue distribution of ACE2 protein, the functional receptor for SARS coronavirus. A first step in understanding SARS pathogenesis autorstwa I. Hamming i wsp. poznajemy mechanizmy tego zespołu chorobowego (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/path.1570).

Protein ACE2 PDB 1r42 660

Receptor ACE2 – jak widać koronawirusy SARS i COVID-19 mają do czego się przyczepić

Ciężki ostry zespół oddechowy (SARS) jest chorobą zakaźną, która rozprzestrzenia się głównie drogą oddechową. Jako czynnik etiologiczny SARS został zidentyfikowany koronawirus SARS-CoV. Zidentyfikowano też metalopeptydazę o nazwie enzym konwertujący angiotensynę 2 (ACE2) jako funkcjonalny receptor dla SARS-CoV, z którym wirus łączy się w zakażonym organizmie.

Ponieważ zidentyfikowanie możliwej drogi oraz miejsc zakażenia ma duże znaczenie dla zrozumienia patogenezy i przyszłych strategii terapeutycznych, autorzy analizowali lokalizację występowanie ACE2 w różnych organach ludzkich. Badano pochodzące od 93 osób następujące tkanki: błona śluzowa jamy ustnej i nosowej, nosogardło, płuca, żołądek, jelito cienkie, okrężnica, skóra, węzły chłonne, grasica, szpik kostny, śledziona, wątroba, nerki i mózg.

Najbardziej niezwykłym odkryciem była powierzchniowa ekspresja białka ACE2 na komórkach nabłonkowych pęcherzyków płucnych i enterocytach jelita cienkiego – piszą autorzy artykułu.

ACE2 było także obecne w komórkach śródbłonka tętnic i żył oraz w komórkach mięśni gładkich naczyń krwionośnych we wszystkich badanych narządach.

ACE2 jest obficie obecny u ludzi w nabłonku płuc i jelita cienkiego, co może zapewnić drogi wejścia dla SARS-CoV do organizmu człowieka.

Głównym celem ataku SARS-CoV są płuca, narządy immunologiczne, małe naczynia krwionośne, co skutkuje układowym zapaleniem naczyń, osłabieniem funkcji immunologicznych. Powstają także zaburzenia oddychania spowodowane zapalnymi zagęszczeniami płuc, a następnie rozległe uszkodzenie pęcherzyków płucnych – zmiany te są odpowiedzialne za zgony 10% zakażonych osób.

Oprócz lokalizacji ACE2 w komórkach mięśni gładkich i śródbłonku naczyń z żołądka, jelita cienkiego i okrężnicy stwierdzono ACE2 w komórkach mięśni gładkich śluzówki i mięśniówki. ACE2 było obficie obecne w enterocytach wszystkich części jelita cienkiego, w tym dwunastnicy, jelita czczego i jelita krętego, ale nie w enterocytach jelita grubego. W skórze ACE2 obecne było w warstwie podstawnokomórkowej naskórka rozciągającej się do warstwy podstawnokomórkowej mieszków włosowych.

W mózgu ACE2 było tylko w śródbłonku i komórkach mięśni gładkich naczyń krwionośnych. W nerce ACE2 jest obecne w kłębkach nerkowych i cewkach dystalnych. Nie stwierdzono receptorów ACE2 w wątrobie, sporadycznie stwierdzano w przewodach żółciowych.

W śledzionie, grasicy, szpiku kostnym, komórkach układu odpornościowego (limfocyty B i T) oraz makrofagach nie stwierdzono receptorów ACE2. Natomiast były one w niektórych węzłach chłonnych.

Najbardziej niezwykłym odkryciem jest ekspresja powierzchniowa białka ACE2 na komórkach nabłonka pęcherzyka płucnego i enterocytach jelita cienkiego, czyli komórkach mających kontakt ze środowiskiem zewnętrznym.

Fizjologiczna rola ACE2 w większości tkanek nie jest jeszcze wyjaśniona, chociaż uważa się, że ACE2 jest istotnym regulatorem funkcji serca i kontroli ciśnienia krwi. Ekspresja ACE2 jest większa u osób rasy żółtej w porównaniu z rasą białą i czarną. Ta informacja jest kompatybilna ze znanym faktem, że kaszel po ACE inhibitorach występował o wiele częściej u osób rasy żółtej niż innych ras. W latach 90. tłumaczono to większą częstością palenia papierosów przez Azjatów, ale dziś należy sądzić, że przyczyną była większą ekspresja receptorów ACE2.

Chemrec white

Przyczepienie się do błony komórkowej to jedno, a przebicie jej i dostanie się do wnętrza komórki to drugie. Wirus aby żyć, musi dostać się do wnętrza komórki gospodarza i tam dopiero może się namnażać.

W zakażeniu wirusem HIV wnikanie do komórki wymaga połączenie się nie tylko z powierzchniowym receptorem komórkowym (CD4), ale także z receptorem chemokinowym.

Być może koronawirusy SARS i COVID-19 wymagają także obecności współreceptora wnikania do komórki. Jest prawdopodobne, że COVID-19 z uwagi na podobieństwo fragmentów budowy do wirusa HIV ma takie właściwości. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/path.1570

Ochrona personelu medycznego przed koronawirusem – film edukacyjny: https://www.facebook.com/PoliclinicoDiSantOrsola/videos/377150933168338/

MRNA interaction

mRNA

Jak się ma stosowanie leków z grupy ACE inhibitorów i sartanów do mechanizmu działania wirusa? Czytamy o tym w artykule Effect of Angiotensin-Converting Enzyme Inhibition and Angiotensin II Receptor Blockers on Cardiac Angiotensin-Converting Enzyme 2 (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15897343-effect-of-angiotensin-converting-enzyme-inhibition-and-angiotensin-ii-receptor-blockers-on-cardiac-angiotensin-converting-enzyme-2/).

U szczurów po podaniu losartanu i lizinoprilu stwierdzano zwiększoną aktywność ACE2 w sercu, ale nie ACE2mRNA, czyli nośnika informacji niezbędnej do namnażania się wirusa w komórce. 

Dr n. med. Krystyna Knypl

Źródła ilustracji:

https://en.wikipedia.org/wiki/Angiotensin-converting_enzyme_2#/media/File:Protein_ACE2_PDB_1r42.png  

https://pl.wikipedia.org/wiki/Receptory_chemokin#/media/Plik:Chemrec_white.jpg  

https://en.wikipedia.org/wiki/Messenger_RNA#/media/File:MRNA-interaction.png

GdL 4_2020