محققان مکانیسم سلولی را نشان می‌دهند که چرا سالمندان در معرض خطر ابتلا به عفونت و مرگ ناشی از SARS-CoV-2 هستند —

در مطالعه جدیدی که در مجله منتشر شده است JCI Insightمحققان دانشگاه براون وقایع سلولی و مولکولی را توصیف می‌کنند که توضیح می‌دهد چرا این گروه‌ها در معرض خطر بالاتر عفونت و همچنین عوارض جانبی شدید و مرگ هستند.

دکتر جک ای. الیاس، نویسنده مرتبط، ایمونولوژیست و رئیس پزشکی و علوم زیستی در براون، گفت: “این مقاله یک کشف بزرگ در COVID-19 را شرح می دهد.” این نشان می‌دهد که سطح پروتئینی به نام کیتیناز 3-like-1 با افزایش سن و همچنین بیماری‌ها و عفونت‌های همراه افزایش می‌یابد. علاوه بر این، کیتیناز 3-like-1 عفونت SARS CoV-2 را افزایش می‌دهد.»

به گفته الیاس، یافته‌ها نه تنها به سؤالات مهم در مورد مکانیسم‌های کلیدی ویروس پیچیده SARS-CoV-2 پاسخ می‌دهند، بلکه پیامدهای مستقیمی برای توسعه روش‌های درمانی برای کنترل عفونت ویروسی دارند.

الیاس بخشی از آزمایشگاهی است که توسط مؤسسه ملی سلامت تامین می شود و بر روی بیولوژی سلولی و مولکولی آسیب و ترمیم ریه تمرکز دارد. محققان در آزمایشگاه، از جمله سوشیترا کمل، نویسنده اصلی مطالعه و چون گئون لی، نویسنده همکار، اخیراً بر روی بیولوژی آنزیم‌ها و مولکول‌های آنزیم‌مانند به نام کیتینازها و پروتئین‌های کیتیناز مانند تمرکز کرده‌اند. یک پروتئین شبیه کیتیناز که به آن کیتیناز 3-شبیه-1، مولکولی که به طور طبیعی در خون یافت می شود، از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

لی، پروفسور (تحقیق) گفت: «ما برای مدتی در حال مطالعه این خانواده ژنی در براون بوده‌ایم و می‌دانیم که تعداد زیادی اثرات بیولوژیکی و همچنین نقش بسیار مهمی در سلامت و بیماری‌ها دارد. میکروبیولوژی مولکولی و ایمونولوژی

کیتیناز 3-like-1 سنگ بنای یک مسیر حیاتی است که در هنگام آسیب و التهاب فعال می شود. این محققان و سایرین نشان داده‌اند که سطوح گردشی کیتیناز 3-مانند-1 در طول عفونت افزایش می‌یابد، به‌ویژه در بیماری‌هایی که با التهاب و تغییرات بافتی مشخص می‌شوند – مانند آمفیزم، آسم و COPD، برخی از همان بیماری‌های همراه که عوامل خطرزا هستند. کووید -19.

لی گفت، جالب توجه است که نشان داده شده است که سطوح کیتیناز 3-like-1 در طول پیری طبیعی افزایش می یابد. در واقع، گزارش شده است که آنها بهترین پیش بینی کننده مرگ و میر به هر علتی در افراد 80 ساله هستند.

الیاس گفت، محققان فکر کردند که ممکن است بتوانند برخی از کارهایی را که قبلاً با این خانواده ژن انجام داده‌اند انجام دهند و آن را برای COVID-19 اعمال کنند. آنها تصمیم گرفتند رابطه بین کیتیناز 3-like-1 و گیرنده ACE2 را بررسی کنند، پروتئینی که SARS-CoV-2 برای ورود به سلول های انسانی به آن متصل می شود.

در یک سری از مطالعات، محققان اثرات کیتیناز 3-like-1 را بر روی ACE2 و همچنین سایر آنزیم‌های پروتئاز که پروتئین اسپایک را متابولیزه می‌کنند و به عفونت کمک می‌کنند، مقایسه کردند. آنها این فعل و انفعالات را در ریه‌های موش‌هایی که از نظر ژنتیکی تغییر داده شده بودند تا سطوح بالای کیتیناز 3-شبیه-1 و همچنین موش‌هایی که کمبود کیتیناز 3-مانند-1 داشتند را بررسی کردند. در آزمایشگاه، Kamle آزمایش‌هایی را رهبری کرد که اثرات کیتیناز 3-like-1 را روی سلول‌های اپیتلیال ریه انسان بررسی کردند.

محققان دریافتند که سطوح کیتیناز 3-like-1 با افزایش سن، بیماری های همراه و عفونت افزایش می یابد. علاوه بر این، آنها خاطرنشان کردند که کیتیناز 3-like-1 یک محرک قوی گیرنده ای است که SARS-CoV-2 از آن برای آلوده کردن سلول ها استفاده می کند.

با تحریک این کشف، محققان یک آنتی بادی مونوکلونال انسانی به نام FRG ساختند که به ناحیه خاصی از کیتیناز 3-like-1 حمله می کند – مرحله ای که بسیار مهم بود. آنها دریافتند که این آنتی بادی “درمانی” و همچنین یک مولکول کوچک دیگر، به طور قدرتمندی القای گیرنده ACE2 را مسدود می کند.

کامل، محقق براون در میکروبیولوژی مولکولی و ایمونولوژی و همچنین مهندسی آنتی‌بادی گفت: «بنابراین، ویروس نمی‌تواند وارد سیستم میزبان شود. این بدان معناست که در حضور این آنتی بادی درمانی FRG، عفونت کمتری وجود خواهد داشت.

الیاس گفت که این یافته ها می تواند راه را برای توسعه روش های درمانی برای محافظت از مردم در برابر عفونت هموار کند.

او گفت: «می‌توانید سناریویی را تصور کنید که در آن به فردی که در معرض فردی مبتلا به ویروس قرار گرفته است، آنتی‌بادی داده می‌شود، که سپس مانند یک پیشگیری کننده برای جلوگیری از عفونت یا خفیف‌تر کردن علائم ناشی از عفونت عمل می‌کند.»

الیاس سناریوی بالقوه دیگری را توضیح داد که در آن به فردی که ویروس دارد آنتی بادی یا مولکول کوچک داده می شود که عفونت را متوقف می کند و به طور موثر بیماری را “درمان” می کند.

الیاس گفت: «ما در این مقاله نشان می‌دهیم که اگر آنتی‌بادی‌ها یا مولکول‌های کوچک دیگری بسازیم که می‌توانند کیتیناز 3-like-1 را مهار کنند، می‌توانند درمانی برای کنترل عفونت ویروسی باشند.»

این تیم در حال حاضر در حال بررسی نحوه واکنش این آنتی بادی ها و مولکول های کوچک با انواع مختلف ویروس SARS CoV-2، از جمله نوع دلتای عفونی است که به تازگی مسیر همه گیری را تغییر داده است.

علاوه بر الیاس، کامله و لی، سایر اعضای هیئت علمی براون که در این تحقیق مشارکت داشتند عبارتند از بینگ ما، چوان هوآ هه، بدیا آکوسمن، یانگ ژو، چانگ مین لی، وافیک اس. الدیری، کلسی هانتینگتون و اولین لیانگ.

این کار توسط گرنت بذر تحقیقاتی COVID-19 از دانشگاه براون، و همچنین توسط مؤسسه ملی بهداشت کمک های مالی U01 HL108638، PO1 HL114501، R01 HL115813 و RO1 AG053495، و همچنین اعطای USAMRMCW81XWH-19- از USAMRMCW81XWH-19- پشتیبانی شد. وزارت دفاع