Remdamiesi novatoriškais tyrimais, įrodančiais, kaip SARS-CoV-2 virusas sutrikdo daugelio organų mitochondrijų funkciją, Filadelfijos vaikų ligoninės (CHOP) mokslininkai įrodė, kad į mitochondrijas nukreipti antioksidantai gali sumažinti viruso poveikį, tuo pačiu išvengiant atsparumo viruso genų mutacijai. strategija, kuri gali būti naudinga gydant kitus virusus.
Ikiklinikinės išvados buvo paskelbtos žurnale Nacionalinės mokslų akademijos darbai.
Praėjusiais metais kelių institucijų tyrėjų konsorciumas nustatė, kad virusas gali neigiamai paveikti mitochondrijų, mūsų ląstelių energijos gamintojų, genus, todėl gali sutrikti daugelio organų, esančių už plaučių, funkcijos.
SARS-CoV-2 baltymai gali prisijungti prie mitochondrijų baltymų šeimininko ląstelėse, taip pat slopinti mitochondrijų genų ekspresiją. Nors COVID-19 sukeliantis virusas iš pradžių taikosi į plaučius, galiausiai jis gali paveikti kitus organus, ypač širdį, ir nors plaučiai gali atsigauti, mitochondrijų funkcija širdyje ir kituose visceraliniuose organuose gali likti slopinama.
SARS-COV-2 infekcija sutrikdo mitochondrijų oksidacinį fosforilinimą (OXPHOS), pagrindinį procesą, kurio metu mitochondrijos generuoja ląstelių energiją. Tai padidina mitochondrijų reaktyviųjų deguonies rūšių (mROS) kiekį, o tai savo ruožtu suaktyvina hipoksijos sukeliamą faktorių-1alfa (HIF-1α).
Dėl to procesas pereina nuo angliavandenių ir riebalų deginimo OXPHOS energijai gaminti prie glikolizės, kuri gamina medžiagas virusų gamybai. Padidėjęs mROS taip pat pažeidžia mitochondrijų DNR (mtDNR), kuri išsiskiria į citozolį, kad suaktyvintų uždegimines sistemas, taip pat paveikdama organus.
„Įtarėme, kad sumažindami mROS kiekį galime sutrikdyti SARS-CoV-2 gebėjimą sukelti ligas ir taip blokuoti virusų sintezei svarbų metabolinį poslinkį“, – sakė pirmasis tyrimo autorius, Ph.D Joseph W. Guarnieri. ., CHOP Mitochondrijų ir epigenominės medicinos centro (CMEM) Wallace laboratorijos doktorantas.
„Kadangi pagrindinis viruso sukeltas signalas, skatinantis perėjimą nuo energijos gamybos prie viruso substrato gamybos, yra mROS, kitas mūsų žingsnis buvo nustatyti, ar mROS gamybos slopinimas gali pakenkti viruso gamybai ir patologijai.
Norėdami patikrinti šią hipotezę, mokslininkai panaudojo pelės modelį, ekspresuojantį žmogaus ACE2 geną, leidžiantį užkrėsti SARS-CoV-2 ląsteles. Gydant antioksidaciniu fermentu, į mitochondrijas nukreipta katalaze arba į mitochondrijas nukreiptu kataliziniu antioksidaciniu junginiu EUK8, neigiamas virusinės infekcijos poveikis, pvz., svorio kritimas, klinikinis sunkumas ir cirkuliuojantis mtDNR kiekis, sumažėjo kartu su padidėjusiu plaučių OXPHOS. ir sumažėjęs HIF-1α, virusinių baltymų ir uždegiminių citokinų kiekis plaučiuose.
„Manome, kad mROS mažinimas yra puiki SARS-CoV-2 patogeniškumo mažinimo strategija“, – sakė vyresnysis tyrimo autorius Douglas C. Wallace, Ph.D., CHOP CMEM direktorius. „Virusas nuolat mutuoja savo” S” baltymo geną, kad išvengtų imuniteto, kurį sukelia dabartinės anti-S vakcinos. Modifikuodami cmROS lygį, mes darome ląstelę-šeimininkę nepalankią viruso gyvavimo ciklui, kurio virusas negali pakeisti.”