معلومة

هل يمكن للإنسان أن يعيش بدون ACE2؟

هل يمكن للإنسان أن يعيش بدون ACE2؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لا أعتقد ذلك ، ولكن تم اكتشافه في عام 2000 ، لذا لا أعرف ما إذا كنا نعرف ما يكفي عنه. هل هناك أشخاص لا يملكون الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2؟

يبدو أن الفئران يمكنها البقاء على قيد الحياة ، لكن هذا ليس دليلًا على البشر: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4829150/


لم يتم العثور على متغيرات معطلة بشكل واضح في هذا الجين ، والذي يوفر على الأقل بيانات سلبية (يبدو أن البشر عمومًا لديهم على الأقل وظيفية إلى حد ما ACE2). وجد تسلسل إكسوم عبر أكثر من 200 ألف إنسان سلسلة من المتغيرات ، معظمها ذات تردد منخفض ، في المجتمع.

قد تؤثر بعض هذه المتغيرات على وظيفة الجينات ، ولكن ليس من الواضح كيف ، وليس من الواضح أن أيًا منها يمثل خسارة كاملة لمتغيرات الوظيفة (مثل الطفرات غير المنطقية).

تحليل أكثر اكتمالا للبيانات ، بما في ذلك على سبيل المثال CNVs ، قد تكون ضرورية لمعالجة هذا السؤال بشكل كامل.


توزيع أنسجة بروتين ACE2 ، المستقبل الوظيفي لفيروس كورونا السارس. الخطوة الأولى في فهم إمراضية السارس

المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة (سارس) مرض معدي حاد ينتشر بشكل رئيسي عن طريق الجهاز التنفسي. تم تحديد فيروس كورونا مميز (SARS-CoV) كعامل مسبب لمرض السارس. في الآونة الأخيرة ، تم تحديد إنزيم metallopeptidase المسمى الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 (ACE2) باعتباره المستقبل الوظيفي لـ SARS-CoV. على الرغم من أنه من المعروف أن ACE2 mRNA موجود في جميع الأعضاء تقريبًا ، إلا أن تعبيره البروتيني غير معروف إلى حد كبير. نظرًا لأن تحديد الطريق المحتمل للعدوى له آثار كبيرة على فهم الآلية المرضية واستراتيجيات العلاج المستقبلية لمرض السارس ، فقد بحثت الدراسة الحالية في توطين بروتين ACE2 في مختلف الأعضاء البشرية (الغشاء المخاطي للفم والأنف والبلعوم الأنفي والرئة والمعدة والأمعاء الدقيقة والقولون والجلد والغدد الليمفاوية والغدة الصعترية ونخاع العظام والطحال والكبد والكلى والدماغ). كان الاكتشاف الأكثر بروزًا هو التعبير السطحي لبروتين ACE2 على الخلايا الظهارية السنخية الرئوية والخلايا المعوية للأمعاء الدقيقة. علاوة على ذلك ، كان ACE2 موجودًا في الخلايا البطانية الشريانية والوريدية وخلايا العضلات الملساء الشريانية في جميع الأعضاء المدروسة. في الختام ، إن الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 موجود بكثرة في البشر في ظهارة الرئة والأمعاء الدقيقة ، مما قد يوفر طرقًا محتملة لدخول فيروس السارس. يوفر هذا التعبير الظهاري ، جنبًا إلى جنب مع وجود ACE2 في البطانة الوعائية ، أيضًا خطوة أولى في فهم التسبب في مظاهر مرض السارس الرئيسي.

حقوق النشر لعام 2004 لجمعية علم الأمراض لبريطانيا العظمى وأيرلندا. تم النشر بواسطة John Wiley & Sons، Ltd.

الأرقام

أنسجة الرئة الطبيعية: نظرة عامة (أ) ...

أنسجة الرئة الطبيعية: نظرة عامة (أ) وتكبير أكبر (ب). تلطيخ إيجابي لـ ACE2 ...

لمحة عامة عن الغشاء المخاطي للفم (أ) ...

لمحة عامة عن الغشاء المخاطي للفم (أ). لوحظ تلطيخ قوي في بطانة الأوعية الدموية (السهم) ...

نسيج الجلد (أ) بحجم أكبر ...

نسيج الجلد (أ) مع تكبير أكبر (ج ، د). تلطيخ موجود بكثرة في ...

في الدماغ (أ) ، يتم التعبير عن الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 فقط في البطانة (السهم) والأوعية الدموية ...


إن الجسم الميكروبي ACE2 الذي يحتوي على مجال Fc واحد من الجلوبيولين المناعي هو مثبط قوي لـ SARS-CoV-2

ثبت مؤخرًا أن الأشكال القابلة للذوبان من الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 (ACE2) تثبط عدوى فيروس كورونا 2 (SARS-CoV-2) المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة. لقد أبلغنا عن محسّن ACE2 قابل للذوبان ، يُطلق عليه "جسم مجهري" ، حيث يتم دمج مجال ACE2 الخارجي في المجال Fc 3 من السلسلة الثقيلة للجلوبيولين المناعي (Ig). البروتين أصغر من البروتينات الانصهار ACE2-Ig Fc الموصوفة سابقًا ويحتوي على طفرة H345A في الموقع النشط التحفيزي ACE2 الذي يعطل الإنزيم دون تقليل تقاربه مع ارتفاع SARS-CoV-2. يمنع بروتين ACE2 الميكروبي المرتبط بثاني كبريتيد دخول فيروس النمط الكاذب لبروتين السارس- CoV-2 وتكرار السارس-CoV-2 الحي في المختبر وفي نموذج الفأر. فعاليتها أعلى بمقدار 10 أضعاف من ACE2 القابل للذوبان ، ويمكن أن تعمل بعد ارتباط الفيروس بالخلية. يمنع الجسم الميكروبي دخول β فيروسات كورونا والفيروسات باستخدام ارتفاع D614G المتغير. قد يكون الجسم الميكروبي ACE2 علاجًا قيمًا لمرض فيروس كورونا 2019 (COVID-19) النشط ضد المتغيرات الفيروسية وفيروسات كورونا المستقبلية.

الكلمات الدالة: ACE2 المعدّل وراثيًا D614G Fc fusion SARS-CoV-2 مثبط دخول الفيروس التاجي lentiviral pseudotype microbody القابل للذوبان ACE2 سبايك البروتين.

حقوق النشر © 2020 المؤلفون. تم النشر بواسطة Elsevier Inc. جميع الحقوق محفوظة.

بيان تضارب المصالح

إعلان المصالح تم إيداع طلب براءة اختراع مؤقت لدى مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية بالولايات المتحدة.


يمكن للفيروس المسبب لـ COVID-19 أن يجد طريقًا بديلًا لإصابة الخلايا: دراسة

واشنطن (الولايات المتحدة) ، 25 حزيران (يونيو) (ANI): في وقت مبكر من وباء COVID-19 ، حدد العلماء كيفية دخول SARS-CoV-2 ، الفيروس المسبب لـ COVID-19 ، إلى داخل الخلايا لإحداث العدوى. تم تصميم جميع لقاحات COVID-19 الحالية والعلاجات القائمة على الأجسام المضادة لتعطيل هذا الطريق إلى الخلايا ، الأمر الذي يتطلب مستقبلًا يسمى ACE2.

واشنطن (الولايات المتحدة) ، 25 حزيران (يونيو) (ANI): في وقت مبكر من وباء COVID-19 ، حدد العلماء كيفية دخول SARS-CoV-2 ، الفيروس المسبب لـ COVID-19 ، إلى داخل الخلايا لإحداث العدوى. تم تصميم جميع لقاحات COVID-19 الحالية والعلاجات القائمة على الأجسام المضادة لتعطيل هذا الطريق إلى الخلايا ، الأمر الذي يتطلب مستقبلًا يسمى ACE2.
الآن ، وجد الباحثون في كلية الطب بجامعة واشنطن في سانت لويس أن طفرة واحدة تمنح SARS-CoV-2 القدرة على دخول الخلايا من خلال طريق آخر & # 8211 لا يتطلب ACE2. تفتح القدرة على استخدام مسار دخول بديل إمكانية تجنب الأجسام المضادة أو اللقاحات لـ COVID-19 ، لكن الباحثين لم يجدوا دليلًا على هذا التهرب. ومع ذلك ، يُظهر الاكتشاف أن الفيروس يمكن أن يتغير بطرق غير متوقعة ويجد طرقًا جديدة لإحداث العدوى. نُشرت الدراسة في مجلة Cell Reports.
& # 8220 تحدث هذه الطفرة في إحدى البقع التي تتغير كثيرًا مع انتشار الفيروس بين البشر ، & # 8221 قال المؤلف المشارك سيبلا كوتلواي ، دكتوراه ، أستاذ مساعد في علم الأحياء الدقيقة الجزيئي.
& # 8220 في معظم الأوقات ، تعمل المستقبلات البديلة وعوامل التعلق على تحسين الإدخال المعتمد على ACE2. لكن في هذه الحالة ، اكتشفنا طريقة بديلة لإصابة نوع خلية رئيسي & # 8212 خلية رئة بشرية & # 8212 وأن الفيروس اكتسب هذه القدرة عن طريق طفرة نعلم أنها تنشأ في السكان. هذا شيء نحتاج بالتأكيد إلى معرفة المزيد عنه. & # 8221
كان الاكتشاف صدفة. في العام الماضي ، خطط Kutluay والمؤلف المشارك M. Ben Major ، الحاصل على درجة الدكتوراه ، Alan A. و Edith L. Wolff ، أستاذ بيولوجيا الخلية وعلم وظائف الأعضاء ، لدراسة التغيرات الجزيئية التي تحدث داخل الخلايا المصابة بـ SARS-CoV-2 .
يدرس معظم الباحثين SARS-CoV-2 في خلايا الكلى الرئيسية لأن الفيروس ينمو جيدًا فيها ، لكن Kutluay و Major شعروا أنه من المهم إجراء الدراسة في الرئة أو الخلايا الأخرى المشابهة للخلايا المصابة بشكل طبيعي. للعثور على المزيد من الخلايا ذات الصلة القادرة على إنماء SARS-CoV-2 ، قام Kutluay و Major بفحص لوحة من 10 خطوط خلايا للرئة والرأس والرقبة.
& # 8220 الشخص الوحيد الذي كان قادرًا على الإصابة هو الذي أدرجته كعنصر تحكم سلبي ، & # 8221 الرائد قال. & # 8220 لقد كان خطًا من خلايا سرطان الرئة البشرية مع عدم وجود ACE2 يمكن اكتشافه. لذلك كانت تلك مفاجأة مجنونة & # 8221
Kutluay ، الرائد والزملاء & # 8212 بما في ذلك المؤلفين المشاركين في البداية وباحثي ما بعد الدكتوراه ماريتزا بوراي شافيز ، دكتوراه ، وكايل لاباك ، دكتوراه ، بالإضافة إلى المؤلفين المشاركين دينيس جولدفارب ، دكتوراه ، أستاذ مساعد في بيولوجيا الخلية وعلم وظائف الأعضاء و الطب ، و Steven L. Brody ، MD ، و Dorothy R. and Hubert C. Moog ، أستاذ أمراض الرئة في الطب ، وأستاذ الأشعة & # 8212 اكتشفوا أن الفيروس الذي كانوا يستخدمونه في التجارب قد التقط طفرة.
تم الحصول على الفيروس في الأصل من شخص في ولاية واشنطن مصاب بـ COVID-19 ، ولكن مع نموه بمرور الوقت في المختبر ، فقد اكتسب طفرة أدت إلى تغيير حمض أميني واحد في الموقع 484 في الفيروس & # 8217s بروتين سبايك. يستخدم SARS-CoV-2 ارتفاعًا للإرفاق بـ ACE2 ، والموضع 484 هو نقطة ساخنة للطفرات.
تم العثور على مجموعة متنوعة من الطفرات في نفس الموضع في المتغيرات الفيروسية من البشر والفئران ، وفي الفيروسات التي نمت في المختبر. بعض الطفرات الموجودة في عينات الفيروس المأخوذة من الأشخاص متطابقة مع الطفرات Kutluay و Major الموجودة في البديل الخاص بهم. تحتوي متغيرات ألفا وبيتا المثيرة للقلق على طفرات في الموضع 484 ، على الرغم من اختلاف تلك الطفرات.
& # 8220 هذا الموقف يتطور بمرور الوقت داخل البشر وفي المختبر ، & # 8221 قال الرائد. & # 8220 نظرًا لبياناتنا وبيانات الآخرين ، فمن الممكن أن يكون الفيروس تحت ضغط انتقائي للوصول إلى الخلايا دون استخدام ACE2. من نواح كثيرة ، من المخيف التفكير في سكان العالم الذين يحاربون فيروسًا ينوع الآليات التي يمكن من خلالها إصابة الخلايا. & # 8221
لتحديد ما إذا كانت القدرة على استخدام مسار دخول بديل تسمح للفيروس بالهروب من الأجسام المضادة أو اللقاحات لـ COVID-19 ، قام الباحثون بفحص لوحات من الأجسام المضادة ومصل الدم بالأجسام المضادة من الأشخاص الذين تم تطعيمهم ضد COVID-19 أو تعافوا من COVID-19 عدوى. كان هناك بعض الاختلاف ، ولكن بشكل عام ، كانت الأجسام المضادة وأمصال الدم فعالة ضد الفيروس مع الطفرة.
لم يتضح بعد ما إذا كان المسار البديل يلعب دوره في ظل ظروف العالم الحقيقي عندما يصاب الأشخاص بفيروس SARS-CoV-2. قبل أن يبدأ الباحثون في معالجة هذا السؤال ، يجب عليهم إيجاد المستقبل البديل الذي يستخدمه الفيروس للوصول إلى الخلايا.
& # 8220 قال Kutluay إنه من المحتمل أن يستخدم الفيروس ACE2 حتى ينفد من الخلايا التي تحتوي على ACE2 ، ثم ينتقل إلى استخدام هذا المسار البديل. & # 8220 قد يكون لهذا صلة بالجسم ، ولكن بدون معرفة المستقبل ، لا يمكننا تحديد مدى الصلة بالموضوع. & # 8221
وأضاف الرائد ، & # 8220That & # 8217s حيث نحن & # 8217 الذهاب الآن. ما هو المستقبل؟ إذا كان & # 8217s ليس ACE2 ، فما هو؟ & # 8221 (ANI)


الحل: فئران معدلة وراثيًا يمكن أن تمرض

بعبارة أخرى ، لا يتناسب يد SARS-CoV-2 تمامًا مع قفاز ACE2 الخاص بالفأرة. الفأر ، مثل جميع حيوانات التجارب الأخرى تقريبًا ، مقاوم لـ COVID-19. ومن ثم فهي غير مجدية كحيوان تجريبي.

ومع ذلك - لدى العلم (بالطبع) إجابة على هذا التحدي. يقوم الباحثون ببساطة بهندسة إنزيمات ACE2 البشرية وراثيًا في جينوم الفأر ، بحيث تنتج خلايا الفئران إنزيمات ACE2 البشرية على سطح الخلية.

هذا يسمح للفيروس باختراق خلايا الفأر وخلق المرض - بنفس الطريقة التي يحدث بها البشر في جميع أنحاء العالم في الوقت الحالي.

تم إجراء مثل هذه التعديلات الجينية لجين ACE2 فيما يتعلق بوباء السارس ، وبما أن الفيروسين اللذين يسببان COVID-19 و SARS متشابهان تمامًا ، يمكن أيضًا استخدام نماذج الفئران المعدلة وراثيًا نفسها للبحث في COVID-19.


3 نتائج

3.1 يمنع TCBN تعبير ACE2 في الخلايا الظهارية السنخية البشرية

تم علاج الخلايا الظهارية السنخية البشرية (A549) باستخدام MK2206 و TCBN ، وهما مثبطان معروفان من Akt ، لمدة 24 ساعة ، وتم تحليل التعبير البروتيني عن الفسفرة وإجمالي Akt و ACE2. كما هو متوقع ، أدى كلا المركبين إلى انخفاض ذي دلالة إحصائية في شكل الفسفرة من Akt (الشكل 1 أ ، ب). على الرغم من أن كلا المركبين أدى إلى انخفاض معتد به إحصائيًا في تعبير ACE2 ، أظهر TCBN تأثيرًا أكثر قوة (الشكل 1 ج). كشف تحليل mRNA لـ ACE2 و TMPRSS2 في خلايا A549 عن انخفاض كبير في ACE2 mRNA مع علاج TCBN (الشكل 1 د) ولكن التعبير عن TMPRSS2 عند مستوى mRNA ظل دون تغيير مع علاج MK2206 أو TCBN (الشكل 1 هـ).

3.2 يمنع TCBN تعبير ACE2 الناجم عن HMGB1 في خلايا A549

عولجت الخلايا الظهارية A549 البشرية بجرعات مختلفة من HMGB1 لمدة 24 ساعة لتحديد تأثيرها على تعبير ACE2 وتفعيل Akt. أشار تحليلنا إلى زيادة ذات دلالة إحصائية في تعبير بروتين ACE2 في خلايا A549 مع علاج 10 نانومتر HMGB1 (الشكل 2 أ ، ب). نتج عن المعالجة العلاجية لخلايا A549 بـ 10 نانومتر HMGB1 و 10 ميكرومتر من TCBN تثبيطًا كبيرًا لتعبير بروتين ACE2 في خلايا A549 مقارنة بالخلايا المعالجة بـ HMGB1 ومجموعات التحكم المعالجة بالمركبة (PBS) (الأشكال 2 ج ، د). على الرغم من أن علاج خلايا A549 باستخدام HMGB1 لم يزيد من مستويات Akt الفسفوري (المنشط) ، فإن العلاج باستخدام TCBN قمع بشكل كبير Akt الفسفوري في المجموعة المعالجة بـ HMGB1 (الشكلان 2 ج و 2 هـ).

3.3 TCBN يثبط تعبير ACE2 الناجم عن ارتفاع السكر في الدم في خلايا A549 و H441

تعرضت الخلايا الظهارية السنخية البشرية لـ 50 ملي مولار و 100 ملي مولار من الجلوكوز لمدة 48 ساعة مع تغيير في 50٪ من الوسائط عند 24 ساعة ، وتم تحديد التعبير عن بروتين ACE2 عن طريق التكتل المناعي. على الرغم من أنه ليس ذا دلالة إحصائية ، فقد لوحظ وجود اتجاه في زيادة تعبير ACE2 في خلايا A549 مع جرعات 50 ملي مولار و 100 ملي مولار من ارتفاع السكر في الدم (الشكل 3 أ ، ب). كتأكيد لتجربة HMGB1 السابقة ، أدى العلاج الكيميائي باستخدام TCBN إلى تثبيط تعبير بروتين ACE2 بشكل كبير في خلايا A549 مقارنة بمجموعات التحكم المعالجة بـ HMGB1 أو المعالجة بالمركبة (الشكل 3 أ ، ب). ومن المثير للاهتمام ، لوحظ زيادة تعتمد على الجرعة في التعبير عن الفسفرة Akt مع علاج ارتفاع السكر في الدم في خلايا A549 ، والتي تم تثبيتها بواسطة TCBN (الشكلان 3 أ و 3 ج).

مثل خلايا A549 ، كشفت الخلايا الظهارية في الشعب الهوائية البشرية (H441) أيضًا عن زيادة تعتمد على الجرعة في تعبير بروتين ACE2 (الشكل 4 أ-د) وفسفرة Akt (الشكلان 4 ج و 4 هـ) مع علاج عالي الجلوكوز. تم تثبيط تعبير ACE2 الناجم عن ارتفاع السكر في الدم و Akt الفسفرة بواسطة علاج TCBN (الشكلان 4 ج و 4 هـ).


ACE2 و COVID-19

ولكن لا تزال هناك أدلة متضاربة حول الدور الدقيق الذي يلعبه الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 في الإصابة بفيروس كورونا.

في بعض الحالات ، يمكن أن يكون مفيدًا بالفعل: لقد ثبت أن ACE2 يقلل من إصابة أنسجة الرئة في حالات فيروس سارس الأصلي في الفئران عن طريق القيام بعمله والتسبب في تمدد الأوعية الدموية.

في دراسة أخرى على الفئران ، تبين أن ارتباط بروتين سارس سبايك بـ ACE2 يساهم في تلف الرئة.

عندما يتعلق الأمر بالفيروس التاجي الحالي ، فقد أظهرت الدراسات المبكرة أن إدخال شكل من صنع الإنسان من ACE2 إلى الخلايا البشرية يمكن أن يعيق المراحل المبكرة من العدوى عن طريق ربط بروتين السنبلة ، مما يمنعه من دخول الخلايا. وهكذا يعمل الإنزيم ACE2 كمنفذ دخول للخلايا ولكن أيضًا كآلية لحماية الرئة من الإصابة.

هيكل جزيء ACE2. Emw، CC BY-SA


س: السوائل خارج الخلية لها نسبيًا؟ أ. ارتفاع مستويات الصوديوم وانخفاض البوتاسيوم. ب. ارتفاع الصوديوم و.

ج: سائل الجسم الموجود خارج الخلية والذي يسمى السائل خارج الخلية (ECF).

س: يلعب نمو البكتيريا وتكاثرها دورًا في الأمراض المعدية: يمكن أن تزداد البكتيريا في.

ج: وفقًا للسؤال الموضح أعلاه ، يتعين علينا معرفة تأثير منحنى النمو على الجيل.

س: Ascaris Lumbridoides الاسم الشائع - التوزيع الجغرافي في الفلبين - الميزة المورفولوجية.

ج: Ascaris Lumbridoides الاسم الشائع- الدودة المستديرة العملاقة التوزيع الجغرافي في الفلبين- 80 العلاقات العامة.

س: ما هما مثالان على نظام بيولوجي؟ يجب أن يكونوا على مستويات مختلفة ، مثل mo.

ج: يشير النظام البيولوجي إلى مجموعات الأعضاء التي تعمل معًا لأداء وظيفة منتظمة. هو - هي.

س: وفقًا لنظرية المكان ، يتم تشفير ترددات معينة من الموجات الصوتية في مواقع محددة.

ج: 1 يحتوي الغشاء القاعدي للقوقعة على موجة من ذروة التردد المنخفض في APEX OF COCHLEA. 2. بكالوريوس.

س: يحدث تدهور MRNA في حقيقيات النوى باستخدام نوكلياز داخلي على حد سواء

ج: مرنا هو خيط واحد من الحمض النووي الريبي يحتوي على جين يرمز لبروتين معين.

ج: كل كائن حي يحتاج إلى طاقة للبقاء على قيد الحياة. هذا الشرط من الطاقة يختلف من شخص لآخر.

س: اشرح خطوات مثيلة الحمض النووي. انتبه ، هناك حاجة إلى إنزيمات ومواد كيميائية مهمة في جسمك.

ج: وفقًا للسؤال ، يجب أن نقدم شرحًا للخطوات التي تتضمنها مثيلة الحمض النووي. أنا.

س: هل ستخضع نفسك للعلاج الجيني بدون ضمانه بنسبة 100٪ للفعالية أو السلبية المستقبلية.

ج: يهدف العلاج الجيني إلى إدخال مادة وراثية في الخلايا لتعويض عيب g.


مقدمة

المتلازمة التنفسية الحادة الوخيمة (سارس) - تم تحديد فيروس كورونا 2 (SARS-CoV-2) مؤخرًا كعامل مسبب لاضطراب تنفسي حاد جديد ، يُعرف باسم مرض فيروس كورونا 19 (COVID-19) ، والذي تم اكتشافه لأول مرة في ووهان ، الصين ، في ديسمبر 2019 (Zhu et al. ، 2020). ينتمي SARS-CoV-2 إلى عائلة Coronaviridae ، والتي تشمل فيروسات RNA المغلفة (+) ذات الصلة التطورية للفقاريات ، مثل فيروسات كورونا الموسمية الشائعة ، وفيروس SARS-CoV ومتلازمة الشرق الأوسط التنفسية (MERS) -CoV ، وهي المسؤولة عن الحالات الشديدة. المتلازمات السريرية (لو وآخرون ، 2020).

يعتبر SARS-CoV-2 قابلاً للانتقال بشكل كبير (Sanche et al. ، 2020 Zheng ، 2020). بحلول نهاية سبتمبر 2020 ، كان SARS-CoV-2 قد أصاب بالفعل أكثر من 34 مليون شخص في جميع أنحاء العالم (Worldometers.info ، 2020). يحدث الانتقال في المقام الأول من خلال استنشاق الرذاذ المنبعث من شخص مصاب أو من خلال ملامسة الأسطح الملوثة التي يمكن أن تظل الفيروسات معدية عليها لعدة أيام (van Doremalen et al.، 2020). ترجع الصعوبة في السيطرة على انتشار SARS-CoV-2 جزئيًا إلى التساقط غير المعتاد للفيروس من قبل الأفراد الذين لا تظهر عليهم أعراض (Gandhi et al. ، 2020). في حين أن معظم المصابين لا يعانون إلا من أعراض تنفسية خفيفة إلى معتدلة بعد فترة حضانة تصل إلى 14 يومًا ، يواجه البعض الآخر أعراضًا شديدة تؤدي في النهاية إلى متلازمة الضائقة التنفسية الحادة (ARDS) المرتبطة بمتلازمة العاصفة الخلوية (CSS) (Wadman and Kaiser ، 2020 ). تختلف البيولوجيا المرضية الرئوية لـ COVID-19 عن التهابات الجهاز التنفسي الحادة الأخرى مع عتامات زجاجية نموذجية والتهاب بطانة الأوعية الدموية وتكوين الأوعية (أكرمان وآخرون ، 2020). على الرغم من أن COVID-19 هو مرض بدأ في الرئتين ، فمن الواضح أن الأعراض تؤثر على الأعضاء الأخرى وأن الحالات الأكثر خطورة تظهر تورطًا متعدد الأنظمة (Wadman and Kaiser ، 2020 Varga et al. ، 2020). لا يزال فهم هذه الاضطرابات خارج الرئتين محدودًا ، ولكن ربما يكون ضروريًا لاقتراح استراتيجيات العلاج المناسبة. توفي أكثر من مليون شخص بسبب COVID-19 في نهاية سبتمبر 2020 (Worldometers.info ، 2020).

يرتبط SARS-CoV-2 ارتباطًا وثيقًا بفيروس SARS-CoV ، الذي كان مسؤولاً عن تفشي المرض عالميًا في عام 2003. اقترحت أوجه التشابه الكبيرة التي شوهدت في البروتينات السكرية المرتفعة (S) المكشوفة على سطح الفيروسات بسرعة أن SARS-CoV-2 يمكن أن يستخدم بروتين الغشاء الأنجيوتنسين 2 الإنزيم المحول (ACE2) كمستقبل دخول مشابه لـ SARS-CoV (Wan et al. ، 2020 Li ، 2013 Li et al. ، 2006 Hoffmann et al. ، 2020 Zhou et al. ، 2020).

تتقدم الأبحاث حول SARS-CoV-2 و COVID-19 بسرعة غير مسبوقة. لقد تم بالفعل تجميع الكثير من البيانات ، بعضها لا يزال في مرحلة ما قبل الطباعة ، مما يدعم البحث المستمر الذي يهدف إلى فهم التسبب في المرض ويوفر معلومات عن الاستراتيجيات العلاجية المحتملة. هنا ، نقدم ملخصًا نقديًا للمعرفة الحالية يسلط الضوء على الفجوات المتبقية التي يجب سدها لتوصيف وظيفة ACE2 بشكل كامل في الإصابة بفيروس SARS-CoV-2 والتسبب المرضي المرتبط به. تدعم الأدلة الحالية التعبير المنخفض عن ACE2 في الجهاز التنفسي البشري ، مما يثير أسئلة حول الدور الدقيق لـ ACE2 في عدوى SARS-CoV-2 وأدى إلى فرضية أن المستقبلات المشتركة / عوامل التعلق ، مثل neuropilins ، heparan يمكن أن تشارك الكبريتات وأحماض السياليك أو المستقبلات البديلة المفترضة ، مثل CD147 و GRP78 ، في دخول SARS-CoV-2 وتساهم في الانتثار.

دليل يدعم ACE2 كمستقبل دخول لـ SARS-CoV-2

1.1 دراسات في السيليكو وفي المختبر تدعم التفاعل بين ACE2 و SARS-CoV-2 spike protein

يتكون البروتين السكري السطحي S لفيروسات كورونا التي تتوسط في الارتباط والدخول إلى الخلايا المستهدفة من وحدتين فرعيتين ، S1 و S2. تحتوي الوحدة الفرعية S1 على مجال N- طرفي (NTD) ومجال ربط مستقبلات (RBD) يشمل نموذج ربط المستقبلات (RBM) (الشكل 1). يحتوي S2 على ببتيد اندماج (FP) ، تكرار heptad 1 (HR1) ومجال 2 (HR2) ، ونطاق عبر الغشاء (TM) ومجال سيتوبلازم (CP) (Xia et al. ، 2020a Li et al. ، 2005 Ou وآخرون ، 2020). بعد ارتباط S1 بمستقبل غشاء ، يتم إدخال FP في غشاء الخلية لتعزيز الاندماج مع الغشاء الفيروسي ، وهي عملية تعتمد على الانقسامات المحللة للبروتين في موقع S1 / S2 لفصل S1 و S2 وفي موقع S2 لتوليد ناضجة FP (هوفمان وآخرون ، 2018).

يتم التعبير عن الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 (ACE2) ، وهو المستقبل المقترح لـ SARS-CoV-2 ، في المجاري التنفسية عند مستويات منخفضة (زرقاء) مقارنة بالأمعاء والكلى والقلب والبنكرياس.

كما لوحظت مستويات منخفضة في الكبد. في أنسجة الأنف والشعب الهوائية ، يتم التعبير عن الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 بشكل أساسي بواسطة الخلايا الهدبية ، والنادي ، والكأسي. يوجد أيضًا في الخلايا الرئوية من النوع 2 من الحويصلات الهوائية وفي الخلايا البطانية للشعيرات الدموية الرئوية. في الأمراض المصاحبة المرتبطة بحدة COVID-19 وضعف تشخيصه ، تزداد مستويات ACE2 في رئتي مرض الانسداد الرئوي المزمن والمدخنين وفي قلب المرضى المصابين بأمراض القلب والأوعية الدموية (CVD). في المقابل ، أظهر المرضى الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم مستويات منخفضة من ACE2 في الكلى. في مرضى T2D ، ينخفض ​​ACE2 في البنكرياس والأوعية الدموية ولكنه يزداد في الرئتين. تدعم الأدلة الحالية دورًا محتملاً للمستقبلات المشتركة أو عوامل التعلق ، مثل نيوروبيلينات وكبريتات الهيباران وأحماض السياليك. أدى انخفاض الكشف عن ACE2 في أنسجة الجهاز التنفسي أيضًا إلى تكهنات بدور المستقبلات البديلة ، مثل CD147 و GRP78.

بعد اندلاع SARS-CoV في عام 2003 ، تم تحديد ACE2 كمستقبل للدخول إلى الخلايا الظهارية في الرئة (Li et al. ، 2003). أدت التماثلات بين RBD / RBM لـ SARS-CoV-2 و SARS-CoV إلى فرضية أن ACE2 يمكن أن يعمل أيضًا كمستقبل لـ SARS-CoV-2. تشترك RBDs بنسبة 75 ٪ في أوجه التشابه (Wan et al. ، 2020). كشفت تحليلات الإطار التنبئي للهيكل القائم على الأحماض الأمينية عن أوجه تشابه على وجه التحديد في مناطق النقاط الساخنة المسؤولة عن استقرار ارتباط SARS-CoV بـ ACE2 والتي قد تلعب دورًا في عمليات انتقال العدوى حيوانية المصدر ومن إنسان إلى إنسان (Li، 2013 Li et آل ، 2006). ومع ذلك ، تختلف 6 من 14 حمضًا أمينيًا من هذه النقاط الساخنة في SARS-CoV-2 (L455 و F486 و Q493 و S494 و N501 و Y505). الفرضية المعقولة هي أن هذه البقايا هي نتيجة الانتقاء الطبيعي وقد تساهم في تقارب أكبر لـ ACE2 البشري (Wang et al. ، 2020c Andersen et al. ، 2020).

أكدت الدراسات اللاحقة في المختبر ، ولا سيما من خلال تحليل هياكل cryo-EM ، أوجه التشابه الهيكلية للتفاعل بين بروتينات S الخاصة بـ SARS-CoV و SARS-CoV-2 و ACE2 ، ولكنها حددت أيضًا الاختلافات (Wan et al. ، 2020 Li، 2013 Li et al.، 2006 Wrapp et al.، 2020). أبرز التحليل المتعمق للتفاعل بين مجال الببتيداز (PD) لـ ACE2 (19-615 aa) و RBD لـ SARS-CoV (306-527 aa) دور الأحماض الأمينية المشاركة في القطبية (A475 ، N487 ، E484 ، Y453) ، التفاعلات الأيونية (K417) والطارئة للماء (Y489 ، F486) والروابط الهيدروجينية (G446 ، Y449 ، G496 ، Q498 ، T500 ، G502). من ناحية أخرى ، لا تتفاعل هذه التفاعلات مع RBD لـ SARS-CoV-2 (319-541 aa) كما هو متوقع جزئيًا بواسطة النمذجة داخل السيليكون (Wan et al.، 2020 Wang et al.، 2020a Ortega et آل ، 2020). بالإضافة إلى ذلك ، فإن التركيب البلوري للأشعة السينية لمجال PD (19-615 أأ) في معقد مع RBDs (319-541 أأ) يشير إلى تورط K417 و G446 و A475 و Q493 في التفاعل مع SARS-CoV-2 ، ولكن ليس مع SARS-CoV (Lan et al. ، 2020). يتمثل أحد قيود هذه الدراسات في استخدام شظايا ACE2 التي تفتقر إلى النطاقات الشبيهة بـ C-terminal (CLD) والمجالات الشبيهة بـ TM ، والتي من المحتمل أن تؤثر على التفاعل مع بروتين S. يشير تحليل Cryo-EM لـ ACE2 المؤتلف الكامل إلى أن الثنائيات تتعايش بين حالة مفتوحة ومغلقة ، بينما في وجود RBD لـ SARS-CoV-2 (319-541 aa) يتم ملاحظة التشكل المغلق فقط (يان) وآخرون ، 2020). سلطت هذه الدراسة الضوء أيضًا على مشاركة K417 و G446 في تفاعل ACE2 / SARS-CoV-2. كما هو متوقع ، تفاعل أحد مجالات RBD مع مجال PD لمونومر ACE2 واحد بواجهة مشابهة لتلك الموجودة مع SARS-CoV S (Wang et al. ، 2020a). هيكل SARS-CoV-2 S كامل الطول الذي حدده Walls et al. كشفت أيضًا عن حالات توافق مفتوحة ومغلقة ، والتي لم يتم ملاحظتها باستخدام جزء 319-541 aa (Yan et al. ، 2020 Walls et al. ، 2020). أظهر هذا الهيكل أيضًا دور F486 و N501 ، اللذين تم التنبؤ بهما في السيليكو ، ودور K417 في التفاعل مع ACE2 (Wan et al. ، 2020).

حددت العديد من التقارير التي تستخدم رنين البلازمون السطحي (SPR) لدراسة التفاعل بين بروتينات ACE2 و S المؤتلفة قيمة Kd أعلى لـ SARS-CoV S مقارنة بـ SARS-CoV-2 S (الجدول 1). على الرغم من أن هذه الدراسات تشير إلى تقارب أعلى لـ ACE2 لـ SARS-CoV-2 S مقارنة بـ SARS-CoV S ، إلا أنها تتناقض مع النتائج التي تم الحصول عليها باستخدام نهج ربط التداخل biolayer (BLI) (الجدول 1). في هذه المرحلة ، لا يمكن استبعاد أن هذه التناقضات ناتجة عن تحليل المجالات المتميزة. بالإضافة إلى ذلك ، تعتمد التدابير المتاحة حاليًا فقط على شظايا البروتين التي تفتقر إلى مجالات TM والتي من المحتمل أن تغير ديناميكيات بنية البروتين ثلاثي الأبعاد ، مما يؤدي إلى تفسير دقيق للبيانات المتاحة.

قياس ثابت التفكك (Kd) لـ ACE2 المرتبط ببروتينات SARS-CoV أو SARS-CoV-2 S المعطلة عن طريق رنين البلازمون السطحي (SPR) أو ربط التداخل الحيوي (BLI).
المرجعيمجال PD البروتين ACE2السارس- CoV S.السارس- CoV2 S.طريقةيقاس kd
Wrapp et al.، 20201-615 أأ306-577 أأSPR325.8 نانومتر
1–1208 أأ14.7 نانومتر
Wang et al.، 2020a19-615 أأ306-527 أأSPR408.7 نانومتر
319-541 أأ133.3 نانومتر
لان وآخرون ، 202019-615 أأ306-527 أأSPR31.6 نانومتر
319-541 أأ4.7 نانومتر
الجدران وآخرون ، 20201–614 أأ306-575 أأBLI1.2 نانومتر
328-533 أأ5 نانومتر
Wrapp et al.، 20201-615 أأ306-577 أأBLI13.7 نانومتر
319-591 أأ34.6 نانومتر

بشكل عام ، تدعم التنبؤات والتحليلات الهيكلية التفاعل بين ACE2 و SARS-CoV-2 S مع نقاط اتصال إضافية مقارنة بالتفاعل مع SARS-CoV S ، والتي ترتبط بتقارب أعلى قد يفسر سهولة التعامل مع الإنسان. -الانتشار البشري (Wrapp et al. ، 2020). يجب أن تهدف الدراسات المستقبلية إلى زيادة توصيف التفاعل بين بروتينات ACE2 كاملة الطول وبروتينات SARS-CoV-2 لتوفير الأرضية الأكثر دقة لتطوير العلاجات التي تهدف إلى تعطيل هذا التفاعل.

1.2 في السليلو دليل على أن ACE2 يعمل كمستقبل دخول SARS-CoV-2

السرعة غير العادية للبحث بعد تحديد SARS-CoV-2 ، لا سيما تطوير فيروسات النمط الكاذب (Hoffmann et al. ، 2020 Ou et al. ، 2020 Walls et al. ، 2020 Tai et al. ، 2020 Lei et al. ، 2020a) ، فإن عزل الفيروس من عينات المرضى وإنشاء ثقافة في المختبر في وقت مبكر من يناير 2020 (Zhou et al. ، 2020) ، جعل من الممكن بسرعة معالجة مسألة هوية مستقبل الدخول في النماذج الخلوية (Hoffmann et al. ، 2020). فيروس التهاب الفم الحويصلي ذو النمط الكاذب الذي يعبر عن SARS-CoV-2 S (VSV-SARS-S2) يصيب بكفاءة عددًا محدودًا فقط من خطوط الخلايا ، مع خط الخلية الظهارية لسرطان الرئة البشري للرئة Calu-3 ، وخط الخلية الظهارية لسرطان القولون القولون والمستقيم CaCo-2 البشري و يعتبر خط الخلايا الظهارية الكلوية القرد الأفريقي الرمادي Vero هو الأكثر تساهلاً (Hoffmann et al. ، 2020 Ou et al. ، 2020). بينما تعبر جميع خطوط الخلايا المتساهلة عن ACE2 ، كما هو موضح سابقًا من خلال التألق المناعي غير المباشر (IF) أو عن طريق التكتل المناعي (IB ، الجسم المضاد AF933) (Ren et al. ، 2006 Tseng et al. ، 2005 Liao et al. ، 2013 Lu et al. ، 2008) ، تم توضيح دور ACE2 في دخول الفيروس من خلال ملاحظة أن تعبيره خارج الرحم كافٍ لجعل خطوط الخلايا الليفية BHK-21 و HEK293 تسمح لـ VSV-SARS-S2 (Hoffmann et al. ، 2020 Ou et al. ، 2020). الأهم من ذلك ، أن الحضانة المسبقة لـ VSV-SARS-S2 بالشكل القابل للذوبان من ACE2 يمنع العدوى على الأرجح عن طريق منع موقع تفاعل البروتين S. سمح استخدام الزائفة VSV التي تعبر عن بروتين SARS-CoV S (VSV-SARS-S) المعدل لاحتواء RBD من فيروسات كورونا الأخرى ، بما في ذلك MERS-CoV و SARS-CoV-2 ، للتأكيد على أهمية RBD في التفاعل باستخدام ACE2 في النماذج الخلوية (Letko et al. ، 2020). تم العثور أيضًا على فيروسات لُوكيميا الفئران (MLV) المستندة إلى فيروس SARS-CoV و SARS-CoV-2 S لإصابة خلايا Vero E6 (Walls et al. ، 2020) ، والتي تعبر عن ACE2 الذاتية (Sheahan et al. ، 2008) ، وخلايا BHK-21 المنقولة بـ ACE2 (الجدران وآخرون ، 2020).

على الرغم من أن فيروسات النمط الكاذب هي أداة رائعة لتوثيق الحاجة إلى ACE2 لخطوات الدخول التي يتوسطها البروتين S ، إلا أنها لا تجعل من الممكن تقييم مساهمة خصائص الفيروسات الأخرى ، مثل بروتينات الغلاف أو الغشاء ، في انتفاخ الخلية ( جوجلكار وساندوفال ، 2017). سمح الوصول إلى عزلات مرضى SARS-CoV-2 بتقييم الحاجة إلى ACE2 لدخول الفيروس. في الواقع ، تتطلب إصابة خلايا HeLa أو BHK-21 أو A549 بالعزلات تعداء ACE2 (Hoffmann et al. ، 2020 Blanco-Melo et al. ، 2020 Zhou et al. ، 2020). في حين يصعب تقييم التفاعل المباشر للبروتين في النموذج الخلوي ، لوحظ أن تحديد موقع سطح الخلية لشظايا بروتين ACE2 و SARS-CoV-2 S المعبر عنها خارج الجسم والتي تحمل علامة GFP تحتوي على RBD (Wang et al. ، 2020a). تم أيضًا إظهار GFP-ACE2 المعبر عنه على سطح الخلية لربط SARS-CoV-2 RBD القابل للذوبان بتفاعل تم تثبيته عن طريق الحضانة مع شكل قابل للذوبان من ACE2 (Tai et al. ، 2020). بشكل جماعي ، تدعم الأدلة التي تم الحصول عليها باستخدام خطوط الخلايا البيانات في السيليكو التي ترتبط بـ ACE2 بـ SARS-CoV-2 S وتشير إلى نموذج يكون فيه ACE2 ضروريًا لدخول الفيروس. يتم انتظار المزيد من الدراسات ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية لتعزيز فهمنا للدور الدقيق لـ ACE2 في الجسم الحي والمساعدة في تحديد ما إذا كانت المستقبلات المشتركة أو عوامل الارتباط تعمل بالتنسيق مع ACE2 وما إذا كانت المستقبلات البديلة قد تلعب دورًا في دخول SARS-CoV-2.

تعبير ACE2 في الجهاز التنفسي

2.1 التعبير القاعدي لـ ACE2 في الجهاز التنفسي البشري

تم تحديد الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 لأول مرة في عام 2000 باعتباره جينًا يشفر شكلًا إسويًا واحدًا من إنزيم أنجيوتنسين جديد (Donoghue et al. ، 2000). في الآونة الأخيرة ، نظرًا للاهتمام الكبير المتولد حول ACE2 ، أعادت تحليلات المعلوماتية الحيوية و RNA-seq النظر في المنطقة الجينومية ACE2 البشرية وحددت وجود موقع لصق بديل (Rehman and Tabish ، 2020 Blume et al. ، 2020) الذي ينتج عنه نسخ شكل إسوي غير معروف سابقًا لـ ACE2 (deltaACE2 أو dACE2). يفتقر الشكل الإسوي dACE2 إلى أول منطقة N-terminal 356 aa مقارنةً بـ ACE2 كامل الطول (flACE2) (Blume et al. ، 2020 Onabajo et al. ، 2020) وبالتالي فهو غير قادر على الارتباط بـ SARS-CoV-2 S (Onabajo) وآخرون ، 2020). بالنظر إلى الاكتشاف الأخير لـ dACE2 ، فإن غالبية تحليلات ACE2 mRNA المذكورة أدناه لم تأخذ في الاعتبار وجودها. ومع ذلك ، عندما يكون ذلك ممكنًا ، أشرنا إلى أن التصميم يميز بين الأشكال الإسوية المحددة لـ ACE2.

يوفر نشاط محفز الجينات عالي الإنتاجية وبيانات تعبير mRNA المتوفرة في المستودعات العامة ، وهو التعليق التوضيحي الوظيفي لجينوم الثدييات (FANTOM 5 ، flACE2) ، وأطلس البروتين البشري (HPA) واتحادات التعبير عن الأنسجة القائمة على الجينوم (GTEx) ، دليل على تعبير ACE2 mRNA في الجهاز التنفسي (Yu et al. ، 2015 Uhlén et al. ، 2015 Keen and Moore ، 2015). كما أشير في تقريرين حديثين ، فإن مستويات ACE2 mRNA في الجهاز التنفسي منخفضة مقارنة بالأعضاء الأخرى مثل الأمعاء الدقيقة أو الكلى أو عضلة القلب (الجدول 2 حكمت وآخرون ، 2020 Aguiar et al. ، 2020). أكدت مجموعة بيانات نسخ إضافية من الأنسجة البشرية المختلفة تعبير ACE2 mRNA في جميع أنحاء الجهاز التنفسي ، بما في ذلك رئتي الجنين والبالغين ، والمصابيح الشمية والقصبة الهوائية ، مع أعلى تعبير في الرئة (Leung et al. ، 2020). توضح مجموعات بيانات RNA-seq و microarray من الخلايا الظهارية للأنف والشعب الهوائية التي تم الحصول عليها من خلال الفرشاة اكتشاف ACE2 بمستويات منخفضة في الأنف والقصبة الهوائية والمسالك الهوائية الصغيرة والكبيرة (Leung et al. ، 2020 Su et al. ، 2004). تم تأكيد انخفاض التعبير عن ACE2 (flACE2) في ظهارة الجهاز التنفسي الأنفي وحتى عند المستويات المنخفضة في القصبة الهوائية والقصبات الهوائية والحويصلات الهوائية بواسطة تهجين الحمض النووي الريبي في الموقع (RNA-ISH) لأقسام الرئة والأنف (ن = 7) (Hou et آل ، 2020). أكد RT-qPCR لعينات الفرشاة من نفس المتبرعين تدرجًا لـ ACE2 mRNA مع أقوى تعبير في أنسجة الأنف وأدنى مستوى في القصيبات والحويصلات الهوائية (Hou et al. ، 2020). من الجدير بالذكر أن هذا التدرج لتعبير ACE2 يعكس صورة السماح لـ SARS-CoV-2. في الواقع ، أدت إصابة الخلايا الأولية إلى ارتفاع التتر الفيروسي في الخلايا من الظهارة الأنفية ومن المسالك الهوائية الكبيرة مقارنة بالخلايا من المسالك الهوائية السفلية أو الخلايا السنخية من النوع الثاني (AT2). أفاد تحليل التعبير المحدد لـ dACE2 و flACE2 في إإكسبلنتس الرئة والأنسجة الأنفية عن ملف تعريف مماثل للتعبير عند المستويات القاعدية (Blume et al. ، 2020 Onabajo et al. ، 2020). هناك حاجة إلى مزيد من التحليلات لتقييم مستويات التعبير عن كل من الأشكال الإسوية في أنسجة الجهاز التنفسي الأخرى. بينما توفر هذه الدراسات إجمالاً أدلة على تعبير ACE2 mRNA في الجهاز التنفسي الذي يعد الهدف الأساسي لـ SARS-CoV-2 ، فإنها تسلط الضوء أيضًا على المستويات المنخفضة الإجمالية المكتشفة عند المستويات القاعدية عند إجراء تحليلات مجمعة للأنسجة بأكملها (الشكل 1) ).

مستويات mRNA من ACE2 الموجودة في الرئتين والأمعاء الدقيقة والكلى وعضلة القلب التي تم الإبلاغ عنها في اتحاد أطلس البروتين البشري (HPA) (Uhlén et al. ، 2015) ، اتحاد التعبير النسجي القائم على الجينوم (GTEx) (كين ومور) ، 2015).

تم تجميع مستويات نشاط مروج ACE2 في اتحاد Fantom (FANTOM5) (Yu et al. ، 2015). نصوص البروتين لكل مليون (pTPM). العلامات المتدرجة في المليون (sTPM).

من المحتمل أن تعكس المستويات المنخفضة من ACE2 mRNA المكتشفة في أنسجة الجهاز التنفسي تعبيرًا مقيدًا في مجموعات سكانية فرعية محددة من الخلايا (الشكل 1). تم توثيق هذا بالفعل في العديد من الدراسات باستخدام استراتيجيات scRNA-seq و snRNA-seq ، والتي تجعل من الممكن تحديد مجموعات الخلايا التي تعبر عن ACE2 mRNA. كشف تقرير أول يصف التحليل المتكامل لـ 107 مجموعة بيانات scRNA-seq و snRNA-seq ، بما في ذلك 22 من الرئتين والمسالك الهوائية و 85 من الأعضاء الأخرى وتضم 164 متبرعًا ، تعبير ACE2 في الخلايا الظهارية والكؤوس المتعددة الهدبية من الممرات الهوائية القريبة ، وفي خلايا AT2 في ظهارة الرئة البعيدة (Muus et al. ، 2020). تم تأكيد التعبير عن ACE2 في خلايا AT2 (المعرَّفة بخلايا HTII280 + أو PRO-SFTPC +) بشكل أكبر عن طريق التهجين في الموقع عن قرب الربط (PLISH) الذي تم إجراؤه على مجرى الهواء وأنسجة الحويصلات الهوائية من متبرعين أصحاء. تقرير ثان يصف إعادة تحليل خمس مجموعات بيانات scRNA-seq من أنسجة الرئة والشعب الهوائية والأنف ، وخلص أيضًا إلى أن ACE2 مُخصب في خلايا AT2 للرئة وفي الخلايا الظهارية والكأس المهدبة في الشعب الهوائية والأنف (حكمت وآخرون ، 2020. ). بينما أدى التقريرين إلى استنتاجات نوعية مماثلة ، فقد اختلفا في التقرير الكمي للنسبة المقدرة لخلايا ACE2 + AT2 ، أي 6.2٪ وأقل من 1٪ على التوالي. أظهر استخدام تقنية scRNA-ISH التي تجمع بين بيانات scRNA-seq و ISH ، أن 20 ٪ من خلايا الأنف والشعب الهوائية تعبر عن ACE2 (Okochi et al. ، 2020). تم اكتشاف ACE2 mRNA أيضًا في جزء من الخلايا الهدبية الأنفية والشعبية (FOXJ1 +) والخلايا الإفرازية (MUC5B +) وفي خلايا AT2 (SFTPC +) في الحويصلات الهوائية (هو وآخرون ، 2020).

حاولت العديد من الدراسات الكشف عن بروتين ACE2 عن طريق الكيمياء المناعية (IHC) في أقسام نسيج الرئة. تظهر النتائج تناقضات أكثر من تحليلات الرنا المرسال ، مما يجعل من الصعب استخلاص استنتاجات مؤكدة. من المحتمل أن تكون الاختلافات الهامة بين الدراسات بسبب ممارسات التحقق من صحة الأجسام المضادة الضعيفة ، أو طرق استرجاع المستضد المختلفة أو انخفاض حساسية الجسم المضاد. في الجدول 3 ، حاولنا تلخيص بيانات التحقق المتاحة للأجسام المضادة المستخدمة في الدراسات الموضحة في هذه المراجعة وفقًا للركائز التي حددتها مبادرة التحقق من صحة Antibodypedia (Uhlen et al. ، 2016). الأهم من ذلك ، أن جميع الأجسام المضادة لا تزال تنتظر التحقق من صحتها عن طريق تقنيات siRNA أو CRISPR. أظهر استخدام الأجسام المضادة HPA000288 و MAB933 ، التي تسمح بالكشف العالي عن إنزيم ACE2 في الكلى والأمعاء ، انخفاضًا شديدًا أو عدم اكتشاف في أنسجة الرئة (Uhlén et al.، 2015 Hikmet et al.، 2020). لوحظ تلطيخ إيجابي لـ ACE2 فقط في نسبة صغيرة جدًا من الأفراد ويتوافق مع سطح الخلايا الهدبية الأنفية أو الخلايا الغدية في القصبة الهوائية أو خلايا AT2 المتوافقة مع تعبير الرنا المرسال. في دراسة منهجية ، تم اختبار ستة أجسام مضادة لـ ACE2 تستهدف حواتم مختلفة ، ab15348 ، HPA000288 ، ab239924 ، NBP2-67692 ، AF933 و MAB933 ، مع طرق استرجاع مستضد متميزة (Lee et al. ، 2020). أظهر الجسم المضاد ab15348 فقط تلطيخًا قويًا في الخلايا الرئوية ، بينما أظهرت الأجسام المضادة الستة ، كما هو متوقع ، تلطيخًا إيجابيًا في الكلى والأمعاء. أظهر الاستخدام الإضافي لهذا الجسم المضاد لتلوين IF غير المباشر لمتبرع واحد فقط اكتشاف ACE2 في الخلايا الرئوية الموجبة من النوع الثاني MUC1. بالإضافة إلى ذلك ، سمح تلطيخ IHC للرئتين المقطوعة (ن = 9) باستخدام نفس الجسم المضاد باكتشاف ACE2 في الطبقة الظهارية الصغيرة لمجرى الهواء (Leung et al. ، 2020). تم اكتشاف ACE2 في خلايا AT2 (PRO-SFTPC +) من متبرعين مستخرجين بشريين بواسطة IHC مقترنًا بـ IF (IHC-IF) باستخدام الأجسام المضادة AF933 ، ولكن ليس ab15348 أو MAB933 ، بينما تم اكتشاف أعداد منخفضة من الخلايا الظهارية السنخية إيجابية ACE2 في أقسام الرئة بعد الوفاة (ن = 10) باستخدام ab108252 (أكرمان وآخرون ، 2020 Muus وآخرون ، 2020).

بيانات التحقق المتاحة للأجسام المضادة المستخدمة في الدراسات الموصوفة في هذه المراجعة وفقًا للركائز المحددة في مبادرة التحقق من صحة Antibodypedia (Uhlen et al. ، 2016).

يشير الموفر إلى المعلومات الموجودة في الموقع الإلكتروني للشركة. IB: لطخة مناعية. IHC: الكيمياء الهيستولوجية المناعية. إذا: تألق مناعي. التحقق المحسن ، التحقق الداعم ، لا توجد بيانات متاحة ، + كشف إيجابي ، +/- كشف ضعيف ، - غياب الاكتشاف.

طريقةأنتيبوديبيديامزودمعلومة اضافية
أب 15348
(أو GTX15348)
المناعة: 788-805aa
IB+ الخصية والأمعاء والرئة و Calu-3
- صدر
المدينة المنورة+ الخصية والكلى والشريان الأورطي والرئة+ الأمعاء والقلب والمعدة والطحال (التحقق المستقل من الأجسام المضادة) (Lee et al. ، 2020)
+ ، +/- ، - الرئة. زيادة في مرض الانسداد الرئوي المزمن والمدخنين (الارتباط بـ mRNA) (Leung et al. ، 2020 Muus et al. ، 2020 Lee et al. ، 2020)
لو
MAB933
مناعة: 18-74aa
IB+ الكلى
- خلايا NSO
+ خلايا Vero E6
- خلايا CHO (جيا وآخرون ، 2005)
المدينة المنورة+ الكلى+ المتعامد (RNA) والتحقق من صحة الأجسام المضادة المستقلة
+/- ، - Lung (Hikmet et al.، 2020 Aguiar et al.، 2020 Muus et al.، 2020 Lee et al.، 2020)
لو+ الخلايا الظهارية المهدبة لمجرى الهواء المزروعة بـ ALI (Martinez-Anton et al. ، 2013)
AF933
مناعة: 18-74aa
IB+ المبيض والخصية والكلى+ مجرى الهواء والرئة البعيدة ، الخلايا الظهارية للمجرى الهوائي المستنبت ALI (الارتباط بمستويات الرنا المرسال) ، وخلايا Calu-3 و Caco-2 (Liao et al. ، 2013 Smith et al. ، 2020)
- A549 (متوقع) ، خلايا Huh-7 (Liao et al. ، 2013 Smith et al. ، 2020)
المدينة المنورة+ الكلى+ الخصية والمعدة والأمعاء (التحقق من صحة الأجسام المضادة المستقلة)
+/- ، - الرئة (Ren et al. ، 2006 Muus et al. ، 2020 Lee et al. ، 2020)
لو
HPA000288
مناعة: 1-111aa
IB+ الكلى ، ولكن عدة عصابات
المدينة المنورة+ الأمعاء والكلى.
- لوزة
+ المتعامد (RNA) والتحقق من صحة الأجسام المضادة المستقلة
+/- ، - الرئة (Uhlén et al.، 2015 Hikmet et al.، 2020 Lee et al.، 2020)
لو
Ab108252
مناعة: 200-300aa
IB+ الخصية ، الكلى ، الرئة ، HepG2 ، Caco-2
- خلايا A549
المدينة المنورة+ الكلى
لو
Ab239924
مناعة: 200-300aa
IB+ الخصية والكلى+ ACE2 المنقولة A459 - خلايا A549 غير المنقولة (Blanco-Melo et al. ، 2020)
المدينة المنورة+ الخصية والكلى+ الأمعاء والقلب والمعدة والطحال (التحقق من صحة الأجسام المضادة المستقلة) +/- الرئة (لي وآخرون ، 2020)
لو
NBP2-67692
مناعة: 200-300aa
IB+ الكلى
المدينة المنورة+ الكلى+ الخصية والأمعاء (التحقق من صحة الأجسام المضادة المستقلة)
- الرئة (لي وآخرون ، 2020)
لو+ HepG2 ، MCF-7 ، 293 خلية
مضاد لـ ACE2 489
المناعة: 489-508aa
IB+ خلايا ACE2 المنقولة من CHO
- خلايا CHO غير المعدية
المدينة المنورة+ القلب (لا تلطيخ مع الأجسام المضادة الثانوية وحدها) (Qian et al. ، 2013)
لو
SC-20998
مناعي:
631-805aa
IBتوقف الجسم المضادالكشف في أنسجة الفئران فقط (Sims et al. ، 2005)
المدينة المنورةتوقف الجسم المضاد
لوتوقف الجسم المضاد
الأجسام المضادة محلية الصنع
مناعي:
206-225 أ
IBالاكتشاف في أنسجة الفئران فقط (موسيل وآخرون ، 2008)
المدينة المنورة
لو

بشكل عام ، يتم اكتشاف بروتين ACE2 بشكل ضعيف فقط في الجهاز التنفسي عن طريق اثنين من الأجسام المضادة المتميزة والجسم المضاد الفردي يسمح باكتشاف أقوى في خلايا AT2 ، بينما تكتشف جميع الأجسام المضادة التعبير العالي في الكلى والأمعاء. لا يمكن للمرء أن يستبعد تمامًا أن اكتشاف الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 في الرئة ضعيف بسبب تعديلات ما بعد الترجمة الخاصة بالرئة ، مثل glycosylations ، التي تؤثر على التعرف على المستضد. يمكن التحايل على التحيز من نوعية الأجسام المضادة وحساسيتها من خلال التحليلات البروتينية. في هذا المنظور ، يتم دعم التعبير المنخفض لـ ACE2 في الجهاز التنفسي بشكل أكبر من خلال تحليل مجموعات بيانات مقياس الطيف الكتلي العام (MS) لوفرة البروتين التي لا تظهر ACE2 التي يمكن اكتشافها في الغشاء المخاطي للأنف أو الرئتين ، على عكس المستويات العالية في الكلى والأمعاء (حكمت وآخرون ، 2020). إجمالاً ، تشير الأدلة المتوفرة حاليًا من تحليلات mRNA و IHC و MS إلى انخفاض التعبير عن ACE2 في الجهاز التنفسي عند المستويات القاعدية. كيف أن هذه المستويات القاعدية المنخفضة من تعبير ACE2 تسمح بالتكرار الفعال وإفراز SARS-CoV-2 هو سؤال يستحق المزيد من الاهتمام. علاوة على ذلك ، لا يزال من الصعب الاستنتاج من البيانات المتاحة أن العدوى مقصورة بشكل صارم على الخلايا الإيجابية للإنزيم ACE2. تظل هذه الأسئلة مفتوحة وتتطلب مزيدًا من التحقيق.

2.2 تعبير ACE2 في الخلايا الظهارية التنفسية البشرية خارج الجسم الحي: تأثير التمايز

تعتبر الزراعة خارج الجسم الحي للخلايا من الجهاز التنفسي أداة أساسية لدراسة عدوى الفيروس والتسبب في المرض. الخلايا الظهارية من أقسام مميزة من الجهاز التنفسي ، بما في ذلك الأنف والقصبة الهوائية والقصبات الهوائية والحويصلات الهوائية ، يتم تربيتها إما مغمورة في وسط مستنبت أو في واجهة الهواء السائل (ALI) للاستقطاب أو التمايز إلى ظهارة مخاطية مطبقة كاذبة. بينما تُظهر الثقافة المغمورة للخلايا الظهارية للقصبة الهوائية البشرية انخفاض ACE2 mRNA واكتشاف البروتين بواسطة IB (AF933 أو MAB933) ، يتم تحسين مستويات التعبير بشكل كبير بعد التمايز في ALI (Blanco-Melo et al.، 2020 Jia et al.، 2005 Martinez- Anton et al.، 2013 Smith et al.، 2020 Qian et al.، 2013). في الآونة الأخيرة ، سمح التمييز الواضح بين مستويات dACE2 و flACE2 mRNA لتأكيد أن كلا الشكلين الإسفيني يزدادان في الثقافات المتمايزة (بلوم وآخرون ، 2020). تجدر الإشارة إلى أن إعادة غمر الخلايا ، مما أدى إلى فقدان علامات التمايز ، عكس ACE2 mRNA ومستويات البروتين (Jia et al. ، 2005) ، مما يدعم دورًا رئيسيًا لعملية التمايز في تعبير ACE2. أظهرت دراسة أخرى بواسطة تلطيخ IF للخلايا السنخية الأولية البشرية المتمايزة ALI (MAB933) أن ACE2 موضعي على السطح القمي (Sims et al. ، 2005). تم تلخيص ذلك باستخدام المسح الأفقي متحد البؤر (AF933) لخط خلية Calu-3 المستقطب في ALI (Ren et al. ، 2006). الأهم من ذلك ، في خلايا الشعب الهوائية الخاملة hTERT المتمايزة إلى خلايا متعددة الخلايا في ALI ، تم اكتشاف بروتين flACE2 فقط في الأهداب المتحركة (Blume et al. ، 2020) مما يشير إلى دور محدد للشكل الإسوي كامل الطول في هذا الموقع. بشكل عام ، تظهر هذه الدراسات أن التمايز يزيد بشكل كبير من التعبير عن الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 ، وعلى هذا النحو ، يشير إلى أنه ينبغي تفضيل استخدام الخلايا المتمايزة لنموذج عدوى SARS-CoV-2 المعتمدة على ACE2. بالإضافة إلى ذلك ، فإن عدم تجانس الخلايا الظهارية التنفسية المشتقة من المريض يدعو إلى دراسة مجموعات كبيرة للوصول إلى استنتاجات واضحة. ومع ذلك ، يصعب تحقيق ذلك بسبب ندرة الخلايا وعملية التمايز التي تتطلب الكثير. بجانب اختلاف المتبرع إلى المتبرع ، إذا كان تلطيخ خلايا AT2 المستزرعة من ALI يشير أيضًا إلى مستويات غير متجانسة من ACE2 في مزرعة واحدة (موسيل وآخرون ، 2008) ، والتي ترتبط بالملاحظات التي تم إجراؤها على أقسام أنسجة الرئة والتي تظهر ACE2 في جزء صغير فقط من خلايا AT2 (Muus et al. ، 2020).

2.3 مستويات ACE2 أثناء عدوى SARS-CoV-2

إن العلاقة بين التعبير عن ACE2 mRNA وتلك الخاصة بجينات interferon الكلاسيكية (IFN) تحفز الجينات (ISG) التي لوحظت من خلال التحليل التلوي لبيانات scRNA-seq ، بالإضافة إلى وجود موقعي ربط STAT1 في محفز يدعم جين ACE2 البشري الفرضية القائلة بأن ACE2 نفسه يمكن أن يكون ISG (Ziegler et al. ، 2020 Hennighausen and Lee ، 2020). لقد وثقت العديد من التقارير بالفعل قدرة IFNβ و / أو IFNα2 على حث ACE2 mRNA في الخلايا الظهارية القاعدية البشرية من تجريف الأنف وخلايا القصبة الهوائية البشرية وخلايا مجرى الهواء الكبيرة والصغيرة البشرية (Hou et al.، 2020 Smith et al.، 2020 Ziegler وآخرون ، 2020). تم تحفيز FlACE2 أيضًا في الخلايا الأنفية والقصبة الهوائية ، ولكن ليس في خلايا مجرى الهواء الصغيرة ، استجابةً لـ IFNγ (سميث وآخرون ، 2020). كشف تحليل محدد للأشكال الإسوية flACE2 و dACE2 أنه في الواقع تحفز IFNα و IFNβ و IFN-3 على وجه التحديد dACE2 في الخلايا الظهارية للشعب الهوائية البشرية (HBEC) (Blume et al. ، 2020 Onabajo et al. ، 2020). في حين أن زيادة dACE2 ، التي لا ترتبط بـ SARS-CoV-2 S ، لا ينبغي أن تترجم إلى مزيد من دخول الفيروس ، فإن السؤال عن كيفية تأثير هذه الزيادة على استجابة المضيف المضاد للفيروسات لا يزال يتعين تحديده. قد يفسر التنظيم المعتمد على IFN لتعبير ACE2 mRNA انتفاخ ACE2 الذي لوحظ داخل كأس المتفرج أو الخلايا الحرشفية ، ولكن ليس مباشرة في الخلايا المصابة ، أثناء عدوى فيروس الأنفلونزا (IAV) (Ziegler et al. ، 2020). يتم تنظيم dACE2 mRNA فقط على عدوى IAV و rhinovirus ، لكن دور IFNs في تنظيم ACE2 في هذه السياقات لا يزال بحاجة إلى المعالجة الكاملة (Onabajo et al. ، 2020).

تشير الأدلة المتقاربة إلى أن مستويات ACE2 mRNA تزداد أيضًا أثناء عدوى SARS-CoV-2. في دراسة مع مجموعة محدودة ، أظهر تحليل scRNA-seq لمسحات البلعوم الأنفي وفرش الشعب الهوائية وغسيل القصبات الهوائية ما يصل إلى 3 أضعاف من ACE2 mRNA في مرضى COVID-19 (ن = 9) مقارنة بالأفراد الأصحاء (ن = 2) . لوحظ تحريض ACE2 mRNA في الخلايا الإفرازية والمهدبة ، والتي أظهرت أيضًا معظم خلايا SARS-CoV-2 + (Chua et al. ، 2020). في HBEC المتمايز ALI ، لوحظ أن ACE2 mRNA الناجم عن SARS-CoV-2 في النادي الهدبي القاعدية وسيط بين الخلايا القاعدية والنادي (BC / Club) المصابة والخلايا المارة (Ravindra et al. ، 2020). والمثير للدهشة أن هذه النتيجة لم يتم تأكيدها في نماذج Calu-3 وخط الخلايا التنفسية BCi-NS1.1 المتمايزة ، حيث لم يتم تحفيز flACE2 ولا dACE2 بواسطة SARS-CoV-2 (Blume et al. ، 2020 Onabajo et al. ، 2020). يتناقض هذا مع الحث المحدد لـ dACE2 الذي لوحظ في خط خلايا Caco-2 غير التنفسي (Onabajo et al. ، 2020). من الصعب استنتاج دور IFNs في تنظيم ACE2 بواسطة SARS-CoV-2 بناءً على الدليل الحالي لحالة إنتاج IFN والإشارات أثناء عدوى SARS-CoV-2. في HBEC المتمايز ، لوحظ تحريض IFNβ و IFNλ mRNA في الخلايا المصابة ، ولكن ليس في الخلايا المتفرجة (Ravindra et al. ، 2020). لوحظ أيضًا زيادة مستويات مرنا من IFNβ و IFNλ1 و 3 في خلايا Calu-3 المصابة (Sun et al. ، 2020 Lei et al. ، 2020b Banerjee et al. ، 2020). يتناقض هذا مع عدم وجود IFNβ أو IFNλ1–3 mRNA القابل للاكتشاف الذي لوحظ في الثقافة المغمورة لـ HBEC عند عدوى SARS-CoV-2 (Blanco-Melo et al. ، 2020 Vanderheiden et al. ، 2020). في نموذج مستخرج الرئة البشرية خارج الجسم الحي ، فشلت عدوى SARS-CoV-2 أيضًا في إحداث مستويات يمكن اكتشافها من IFNα أو أو أو λ1–3 في أي نقطة زمنية لمدة تصل إلى 48 ساعة ، بينما تسبب SARS-CoV في IFNα ، أو γ أو 1–3 في وقت متأخر (Chu et al. ، 2020). قد تكون هذه التناقضات بسبب الاختلافات في وزارة الداخلية والمسار الزمني للعدوى ، ولكن أيضًا بسبب جودة تحضير الفيروس حيث من المعروف أن محتوى جزيئات الفيروس المعيبة يؤدي إلى إنتاج IFN في سياق عدوى فيروسية أخرى (Vignuzzi and López، 2019 ). سيكون التحليل المنهجي لتأثير هذه المعلمات ضروريًا لحل حالة تحريض IFN بواسطة SARS-CoV-2 في الخلايا الظهارية التنفسية. بدأ أيضًا توثيق مستويات البلازما IFNs في مرضى COVID-19. في دراسة أولى لمرضى COVID-19 المصابين بأمراض خطيرة ، تم اكتشاف IFN-α2 ، ولكن لم يتم اكتشاف IFNβ ولا IFNλ ، في بلازما 21 من أصل 26 مريضًا مع ذروة 10 أيام بعد ظهور الأعراض (Trouillet-Assant et al. ، 2020). يتماشى هذا مع التحليل العميق لتنظيم النوع الأول IFN mRNA في مرضى COVID-19 في مراحل مختلفة من المرض. بينما لم يتم اكتشاف IFNβ mRNA والبروتين في البلازما بغض النظر عن شدة المرض (n = 32) مقارنة بالمتبرعين الأصحاء (n = 13) ، تم العثور على IFNα mRNA في بلازما جميع مرضى COVID-19 (Hadjadj et al. ، 2020). في تقريرين منفصلين ، كانت مستويات IFNα في البلازما أقل في المرضى المصابين بأمراض خطيرة مقارنة بالمرضى الذين يعانون من COVID-19 الخفيف إلى المتوسط ​​(العدد = 11 و 10) (Banerjee et al. ، 2020 Hadjadj et al. ، 2020). بالإضافة إلى ذلك ، تم الحفاظ على مستويات IFNα في المرضى الخفيفين إلى المعتدلين لمدة تصل إلى 17 يومًا ، ولكنها انخفضت في المرضى المصابين بأمراض خطيرة وحرجة بعد 10 و 13 يومًا على التوالي (Hadjadj et al. ، 2020). بالإضافة إلى الأدلة التي تدعم المستويات الضعيفة والمختصرة من IFNα بواسطة عدوى SARS-CoV-2 في مرضى COVID-19 المصابين بأمراض خطيرة ، بدأت البيانات الجزيئية في توثيق قدرة SARS-CoV-2 على التهرب من استجابة IFN كما تم توثيقه مسبقًا لـ SARS -CoV (Lei et al.، 2020b Park and Iwasaki، 2020 Xia et al.، 2020b). ينتج الدليل الأول عن الإفراط في التعبير عن بروتينات SARS-CoV-2 في خلايا HEK293T قبل الإصابة بفيروس سينداي أو التعبير عن مستقبلات RIG-I أو MDA5 النشطة بشكل أساسي. تباينت النتائج بين التقريرين المتاحين ، ولكن تم العثور على Nsp1 و Nsp13 و Orf6 باستمرار لمنع تحريض مروج IFNβ وإشارات IFN (Lei et al. ، 2020b Xia et al. ، 2020b). لم يتم تحديد الآليات الكامنة وراء هذه المثبطات بشكل كامل ، ولكن يبدو أن Nsp13 يعمل في بداية عملية الفسفرة TBK1 ، بينما يتداخل Orf6 مع انتقال IRF3 و STAT1 النووي. يُعتقد أيضًا أن متغير اقتطاع لـ SARS-CoV-2 Orf3b يرتبط بتثبيط إنتاج IFNβ (اتحاد USFQ-COVID19 وآخرون ، 2020). على عكس تأثير الإفراط في التعبير عن بروتين SARS-CoV-2 ، فشلت عدوى SARS-CoV-2 لخلايا Calu-3 في إعاقة الفسفرة المستحثة بـ IFNβ لـ STAT1 و STAT2 وإنتاج IFIT1 المصب (Banerjee et al. ، 2020). باختصار ، لا يزال يتعين تحديد النطاق الكامل للتفاعل بين SARS-CoV-2 واستجابة IFN بعناية قبل استنتاج حول التأثير على تحريض ACE2.

الدراسات التي توثق تعبير بروتين ACE2 عند تحفيز IFNs وعدوى SARS-CoV-2 قليلة جدًا. أظهر تحليل اللطخة المناعية لـ ACE2 (AF933) في HBEC المتمايزة تمامًا المستمدة من مرضى الربو الذين تم تحفيزهم باستخدام IFNγ زيادة طفيفة في 1 فقط من كل 4 متبرعين (Ziegler et al. ، 2020). في المقابل ، أظهرت عدوى SARS-CoV-2 (وزارة الداخلية 2) لخلايا A549 المنقولة باستخدام ACE2 مستويات منخفضة (ab239924) في 24 ساعة بعد الإصابة (Blanco-Melo et al. ، 2020). في حين أن هذه ملاحظة أولية تحتاج إلى مزيد من التأكيد ، إلا أنها تتماشى مع الملاحظة التي تشير إلى أن عدوى فيروس SARS-CoV لخلايا Vero E6 أدت إلى تقليل مستويات بروتين ACE2 ، والتي ترتبط عكسياً بالتكاثر الفيروسي (Glowacka et al. ، 2010 ). تشير ملاحظة أن مستويات ACE2 mRNA تزيد أو تظل مستقرة بينما تنخفض مستويات البروتين أثناء عدوى SARS-CoV-2 تشير إلى آلية تنظيم ما بعد النسخ ، مثل التدهور أو التوقف في الترجمة. لا يزال يتعين التحقيق في الآلية (الآليات) الدقيقة الكامنة وراء هذا التنظيم المزدوج لفهم كيفية استجابة الخلايا لعدوى SARS-CoV-2 والدور المحتمل لـ ACE2. تتناقض هذه النتائج مع فحص ما بعد الوفاة للرئتين من مرضى COVID-19 المتوفين (ن = 7) مقارنة بالأفراد غير المصابين بالعمر (ن = 10) بواسطة IHC (ab108252) الذي أظهر عددًا أكبر بكثير من السنخية الإيجابية لـ ACE2 الخلايا الظهارية في أفراد COVID-19 مقارنة بالضوابط (أكرمان وآخرون ، 2020).

إجمالاً ، في الوقت الحالي ، يبدو من الواضح أن ACE2 mRNA يتم اكتشافه في الجهاز التنفسي ، ولكن بمستويات أقل بكثير مما هو عليه في الكلى والأمعاء. لا يزال اكتشاف بروتين الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 مثيرًا للجدل بسبب التناقضات بين الأجسام المضادة. الأهم من ذلك ، نحن نعلم الآن أن هناك شكلين من الأشكال الإسوية لـ ACE2 ، أحدهما غير قادر على الارتباط بـ SARS-CoV-2. يجب أن تحاول الدراسات المستقبلية التي تهدف إلى تحليل ACE2 mRNA والبروتين تحديد أي من الأشكال الإسوية يتم اكتشافه مع الأخذ في الاعتبار التأثير الكبير الذي ستحدثه هذه المعلومات على فهمنا لعدوى SARS-CoV-2 والتأثير المداري. التوزيع في أنسجة الجهاز التنفسي غير متجانس ويتم الكشف عن الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 بشكل رئيسي في الخلايا الهدبية والكؤوس والنادي للأنف والشعب الهوائية وفي خلايا AT2 في الحويصلات الهوائية (الشكل 1). يمكن أن يفسر اكتشاف الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 بشكل رئيسي في الخلايا الأنفية تسليط أعلى للفيروس في الجهاز التنفسي العلوي في بداية المرض ، وهو ما تمت ملاحظته من العينات البيولوجية المتكررة (Wang et al.، 2020b Zou et al.، 2020). على العكس من ذلك ، فإن وجود ACE2 في AT2 قد يسهل دخول SARS-CoV-2 كما لوحظ في قرود المكاك المصابة (Rockx et al. ، 2020) مما يتسبب في أضرار الحويصلات التي يمكن أن تسهم في شدة COVID-19 (Olajuyin et al. ، 2019) . يجب أن تهدف الدراسات المستقبلية إلى تحديد ما إذا كان تنظيم تعبير ACE2 أثناء عدوى SARS-CoV-2 وكيفية تأثيره على ديناميكيات العدوى والاستجابة المضادة للفيروسات.

تعبير ACE2 في الأمراض المصاحبة المرتبطة بخطورة COVID-19: دور وقائي أم ضار؟

تدعم مجموعة كبيرة من الأدلة دورًا وقائيًا لـ ACE2 في العديد من نماذج الأمراض. تم وصف دور ACE2 في البداية في سياق نظام الرينين-أنجيوتنسين (RAS) ، مع اكتشاف ACE2 / أنجيوتنسين (Ang 1-7) / محور Mas الذي يصد محور مستقبل ACE / Angi / AT1. يلعب ACE2 أيضًا دورًا في تنظيم نظام kallikrein-kinin (KKS) الذي يحفز تكوين روابط مستقبلات Bradykinin 2 (B2) ، براديكينين و Lys-bradykinin ، والتي يتم تحللها أيضًا في روابط مستقبلات B1. -براديكينين و ليس-ديس-أرج 9-براديكينين. يعطل ACE2 روابط مستقبلات B1 عن طريق الانقسام. تعتبر زيادة مستويات ACE2 ، المرتبطة بانخفاض AngII بسبب التحول إلى Ang 1-7 ، مؤشرًا لحماية الأعضاء نظرًا لدورها في الحد من تضيق الأوعية الرئوية ، وإعادة التشكيل ، وتصلب الشرايين ، وضغط الدم ، وتضخم عضلة القلب ، والتليف وإعادة تشكيل البطين. . بالإضافة إلى ذلك ، من خلال تثبيط روابط مستقبلات B1 ، فإن ACE2 يقي من الوذمة الوعائية الرئوية. على العكس من ذلك ، يرتبط الانخفاض في مستويات ACE2 بزيادة نفاذية الأوعية الدموية الرئوية ، وذمة رئوية ، ومتلازمة الضائقة التنفسية الحادة ، وتصلب الشرايين ، وارتفاع ضغط الدم ، وتضخم القلب ، وإعادة تشكيل البطين ، وفشل القلب. الأهم من ذلك ، أن محور ACE2 / Ang 1–7 / Mas والتثبيط المعتمد على ACE2 لتنشيط B1R له أيضًا تأثيرات مثبطة على الالتهاب. تمت مراجعة وظائف ACE2 هذه بالكامل من قبل الآخرين (Muñoz-Durango et al. ، 2016 Simões e Silva et al. ، 2013 Mirabito Colafella et al. ، 2019 van de Veerdonk et al. ، 2020 Chung et al. ، 2020).

منذ الأيام الأولى للوباء في الصين وإيطاليا ، أشارت البيانات الوبائية بسرعة ، بالإضافة إلى العمر الذي يزيد عن 70 عامًا ، إلى ارتباط شدة مرض COVID-19 والقبول في وحدة العناية المركزة وضعف التشخيص مع العديد من الأمراض المصاحبة ، بما في ذلك ارتفاع ضغط الدم وأمراض القلب والأوعية الدموية (CVD) ومرض الانسداد الرئوي المزمن ومرض السكري من النوع 2 (T2D) (Grasselli et al.، 2020 Lippi and Henry، 2020 Guan et al.، 2020 Huang et al.، 2020 Jain and Yuan، 2020). بالإضافة إلى ذلك ، يرتبط التدخين بتطور مرض COVID-19 (Gülsen et al. ، 2020). أبرزت التقارير الصادرة بشكل ملحوظ من أوروبا وأمريكا الشمالية ، لاحقًا أن ارتفاع مؤشر كتلة الجسم ، وخاصة السمنة ، هو عامل خطر مهم لدورة حادة من COVID-19 في المرضى الذين تقل أعمارهم عن 60 عامًا (كاس وآخرون ، 2020 Soeroto et آل ، 2020). على الرغم من أن العوامل المسؤولة عن هذه الارتباطات لا تزال بحاجة إلى توضيح ، فقد ظهرت أسئلة تتعلق بالدور المحتمل لتعبير ACE2.

تم توثيق التعبير عن ACE2 في الظهارة الرئوية جيدًا في حالة مرض الانسداد الرئوي المزمن ونسبًا إلى حالة التدخين.لوحظت مستويات مرتفعة من ACE2 mRNA في تفريش مجرى الهواء من مرضى الانسداد الرئوي المزمن مقارنةً بغير المصابين بمرض الانسداد الرئوي المزمن وفي المدخنين الحاليين مقابل المدخنين غير المدخنين (مجموعات من n = 20-220) (Leung et al. ، 2020 Muus et al. ، 2020 Smith et al. . ، 2020 Cai ، 2020). أظهرت مجموعات البيانات المأخوذة من خزعات الرئة (ن = 33-77 عينة) أيضًا زيادة مستويات ACE2 mRNA لدى المدخنين في كل من السكان الآسيويين والقوقاز (Cai ، 2020). تم تأكيد هذه الملاحظات من خلال التحليل التلوي لمجموعات بيانات RNA-seq الرئوية من مستودع GEO (Pinto et al. ، 2020). على الرغم من محدودية النطاق (العدد = 8 أصحاء ، و 9 مدخنين و 10 متبرعين بمرض الانسداد الرئوي المزمن) ، فإن اكتشاف IHC لـ ACE2 (ab15348) في أنسجة الرئة المقطوعة يدعم تعبيرًا أعلى للبروتين في مرض الانسداد الرئوي المزمن ، وبدرجة أقل لدى المدخنين ، مقارنة بالأفراد الأصحاء ( ليونج وآخرون ، 2020). ما إذا كان زيادة التعبير عن ACE2 في رئتي مرضى الانسداد الرئوي المزمن أو المدخنين النشطين (الشكل 1) له تأثير سببي على نتيجة COVID-19 لا يزال بعيد المنال. يمكن للمرء أن يجادل بأن زيادة مستويات ACE2 ستسمح بدخول المزيد من الفيروسات ، كما يحدث في نماذج الخلايا المنقولة بـ hACE2 (Ou et al. ، 2020 Blanco-Melo et al. ، 2020) ، وبالتالي زيادة الاستجابة الالتهابية اللاحقة. يتم دعم هذا النموذج من خلال الملاحظة التي مفادها أن المرضى (ن = 76) الذين يعانون من COVID-19 الشديد يميلون إلى تحمل حمولة فيروسية عالية وفترة طويلة لإلقاء الفيروس (Liu et al. ، 2020a Yu et al. ، 2020 Liu et al. ، 2020 ب). بدلاً من ذلك ، يمكن للمرء أن يجادل بأنه من خلال دوره في تحويل AngII ، فإن زيادة ACE2 في الرئتين يمكن أن تكون مفيدة من خلال حماية الرئة من إصابة الرئة التي تعتمد على AngII والوذمة (Deng et al. ، 2012). بالنظر إلى أن إصابة الرئة والوذمة هي سمات سريرية لأشد مرحلة من COVID-19 ، فإن السيناريو الذي تؤدي فيه العدوى إلى زيادة مستويات ACE2 أمر غير محتمل للغاية. بدلاً من ذلك ، يجب تخفيف هذه الفرضية من خلال حقيقة أن SARS-CoV-2 يؤدي إلى تقليل تنظيم ACE2 وبالتالي فإن النتيجة النهائية ستزيد من AngII المحلي مما يتسبب في إصابة الرئة الحادة والوذمة. تمت مؤخرًا مراجعة الآثار المحتملة لنظام RAS و ACE2 في الرئة بالكامل (Chung et al. ، 2020 Samavati and Uhal ، 2020). تتوافق هذه الفرضية الأخيرة مع نموذج تم اقتراحه مؤخرًا والذي يجادل بأنه أثناء الإصابة بـ SARS-CoV-2 ، سيكون ACE2 أقل توفرًا لتقليل ببتيدات des-Arg9-bradykinin و Lys-des-Arg9-bradykinin ، مما يؤدي إلى فرط نشاط B1R والوذمة الوعائية الرئوية لاحقًا (van de Veerdonk et al. ، 2020). يجب أن تستفسر الدراسات المستقبلية عن العلاقة بين مستويات ACE2 في الرئة والحمل الفيروسي والالتهاب لدى المدخنين مقابل غير المدخنين وفي مرضى الانسداد الرئوي المزمن مقابل الأفراد الأصحاء.

بالنسبة للأمراض المصاحبة غير مرض الانسداد الرئوي المزمن ، فإن العلاقة بين التغيرات في مستويات الإنزيم المحول للأنجيوتنسين وشدة COVID-19 والتنبؤ بها أقل وضوحًا. أبرز التحليل التلوي لـ 700 نسخة من الرئة بوضوح نقص البيانات حول تأثير ارتفاع ضغط الدم والأمراض القلبية الوعائية على تعبير ACE2 في الرئة (Pinto et al. ، 2020 Hamming et al. ، 2004). بالنظر إلى أن مضاعفات القلب والأوعية الدموية معروفة الآن بأنها تشكل تهديدًا كبيرًا لبقاء مرضى COVID-19 (Jain and Yuan ، 2020) ، فقد أثيرت مسألة تورط ACE2 الموجود خارج الرئة ، وخاصة في نظام القلب والأوعية الدموية. تمت مراجعة التعبير عن ACE2 عند المستويات القاعدية على نطاق واسع في مكان آخر ، وبالتالي فإننا نركز هنا فقط على وصف حالة ACE2 في ارتفاع ضغط الدم والأمراض القلبية الوعائية (Chung et al. ، 2020 Bourgonje et al. ، 2020). لوحظت زيادة في مستويات ACE2 mRNA في عضلة القلب البطيني من المرضى الذين يعانون من اعتلال عضلة القلب التوسعي مجهول السبب (ن = 11) أو اعتلال عضلة القلب الإقفاري (ن = 12) مقارنة بالأفراد الأصحاء (ن = 9) ، ومستويات مرتفعة من بروتين إنزيم ACE2 (IHC ، مضاد لـ ACE2489 ) في إإكسبلنتس من قلوب نقص تروية الإنسان (جولتر وآخرون ، 2004 بوريل وآخرون ، 2005 الشكل 1). كما أظهرت الفئران التي تعاني من احتشاء عضلة القلب زيادة في مستويات البروتين flACE2 mRNA و ACE2 والنشاط الذي تم قياسه بواسطة التألق المنبعث باستخدام ركيزة الفلورسنت المروية الخاصة بـ ACE2 (Burrell et al. ، 2005). في المرضى الذين يعانون من تصلب الكلية الناتج عن ارتفاع ضغط الدم (HTN ، n = 41) ، وهو مرض مرتبط بارتفاع ضغط الدم المزمن الذي يسبب تلف الكلى ، تنخفض مستويات ACE2 mRNA في tubulointerstitium ، ولكن ليس في المنطقة الكبيبية ، مقارنة بالمتبرعين الأصحاء (n = 10 ) (وانج وآخرون ، 2011 الشكل 1). وبالمثل ، في الفئران التي تعاني من ارتفاع ضغط الدم تلقائيًا (SHR) ، تم تقليل مستويات ACE2 mRNA والبروتين في الكلى (Tikellis et al. ، 2006). يُظهر SHR أيضًا مستويات منخفضة من بروتين ACE2 (IB ، sc-20998) في النخاع البطني المنقاري (RVLM) الذي يحتوي على الخلايا العصبية المنظمة للقلب والأوعية الدموية ، وهو نمط ظاهري مرتبط بحالة ارتفاع ضغط الدم التي يتم تصحيحها عن طريق حقن ACE2 (Yamazato et al. ، 2007). أظهرت فئران صبرا المصابة بارتفاع ضغط الدم (SBH) الحساسة للملح أيضًا انخفاض مستويات ACE2 mRNA والبروتين (IB ، جسم مضاد محلي الصنع) في الكلى (Crackower et al. ، 2002). في حين أن هناك نقصًا في بيانات تعبير ACE2 في مرضى ارتفاع ضغط الدم ، تشير النماذج الحيوانية إلى تقليل تنظيم mRNA والبروتين ACE2 في الكلى و RVLM. هناك حاجة إلى مزيد من التحقيقات لتحديد كيف يمكن أن يؤثر تعبير ACE2 في أعضاء معينة في مرضى ارتفاع ضغط الدم والأمراض القلبية الوعائية على تشخيص COVID-19. إن انتفاخ SARS-CoV-2 للخلايا في نظام القلب والأوعية الدموية هو موضوع يجذب الكثير من الاهتمام ويدعمه في الغالب عدوى في المختبر لخلايا عضلة القلب المشتقة من الخلايا الجذعية المحفزة (Topol ، 2020). على الرغم من أن التقرير الأول ادعى الكشف بعد الوفاة عن التضمين الفيروسي في الخلايا البطانية من ثلاثة مرضى باستخدام المجهر الإلكتروني (EM) (Varga et al. ، 2020) ، فقد تم تحدي تفسير الصور لاحقًا (Goldsmith et al. ، 2020). التأكيد الشامل لهذه الملاحظة ضروري ، على وجه الخصوص باستخدام Immuno-EM مع الأجسام المضادة التي تم التحقق من صحتها جيدًا. الأهم من ذلك ، لم يتم بعد إجراء عرض للعدوى المعتمدة على الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 وتكرار SARS-CoV-2 في الخلايا البطانية. إذا تم تأكيد ذلك ، فسيكون من المهم تحديد ما إذا كان وجود الهياكل الفيروسية في الخلايا البطانية يرتبط بالزيادة الملحوظة في ACE2 (IHC ، ab108252) التي لوحظت بعد الوفاة في الخلايا البطانية الرئوية من مرضى COVID-19 (Ackermann et al. ، 2020). الرد على هذا السؤال سوف يبلغ عن دور ACE2 في البطانة. أخيرًا ، يجب تحديد ما إذا كان ارتباط الخلايا البطانية لدى مرضى ارتفاع ضغط الدم والأمراض القلبية الوعائية لتحديد ما إذا كان هذا يمكن أن يكون عاملاً مسببًا لشدة COVID-19.

تمت مراجعة المستويات المتزايدة من ACE2 في الرئتين ، وكذلك انخفاض المستويات في نظام الأوعية الدموية ، في مرضى T2D أو مرضى السمنة والآليات المحتملة المرتبطة بشدة COVID-19 (Kruglikov et al. ، 2020). كان تعبير ACE2 في البنكرياس قيد الفحص أيضًا ، لكن النتائج تختلف اختلافًا كبيرًا بين الدراسات. بينما اقترح التحليل الأولي لمجموعات بيانات التعبير ضعف ACE2 mRNA وعدم وجود تعبير بروتيني قابل للاكتشاف في البنكرياس (Xu et al. ، 2020) ، كشفت إعادة تحليل لاحقة للعديد من مجموعات البيانات عن التعبير في الخلايا الأقنية (Muus et al. ، 2020). وبالمثل ، أظهر تحليل مجموعتي بيانات scRNA-seq (n = 55 و n = 19) تعبير ACE2 في خلايا الأقنية والأسينار على الغدة الخارجية الصماء ، وبدرجة أقل في خلايا بيتا في جزيرة البنكرياس (Liu et al. ، 2020c) ). علاوة على ذلك ، تم اكتشاف بروتين ACE2 (ن = 20 ، IHC ، HPA000288 و MAB933) في قنوات البنكرياس بين الفصيصات والخلايا البطانية (حكمت وآخرون ، 2020). بينما في نموذج الفأر لمرض السكري ، تم العثور على ACE2 (IB ، ab15347) منتظمًا في الكبد والبنكرياس والبنكرياس كما تم زيادة نشاط ACE2 (روكا هو وآخرون ، 2017) ، أظهر تحليل scRNA-seq انخفاض مستويات ACE2 mRNA في الخلايا الأقنية لمرضى T2D مقارنة بالضوابط (Chen et al. ، 2020 الشكل 1). إذا وكيف يؤثر تعبير البنكرياس ACE2 على التشخيص السيئ لـ COVID-19 ، فلا يزال يتعين توضيح ذلك. اعتبارًا من اليوم ، لا يوجد تقرير عن عدوى SARS-CoV-2 في خلايا البنكرياس. بالنظر إلى أن بروتين SARS-CoV N و RNA تم اكتشافهما في خلايا أسينار البنكرياس من 3 من أصل 4 مرضى SARS-CoV (Ding et al. ، 2004) ، ينبغي النظر في اكتشاف SARS-CoV-2 في البنكرياس في التحقيقات المستقبلية . بدلاً من ذلك ، يمكن أن تكون حقيقة أن مرضى السكري معرضون لخطر الإصابة بمرض COVID-19 الشديد مرتبطًا بالتهاب التمثيل الغذائي المرتفع العام الذي قد يؤهب لمتلازمة عاصفة السيتوكين المرتبطة بفشل الأعضاء المتعددة (Bornstein et al. ، 2020). يرتبط فائض الأنسجة الدهنية في مرضى T2D بزيادة الضامة الالتهابية وخلايا Th1 و Th17 CD4 + T ويرتبط بحالة التهابية مزمنة منخفضة الدرجة (Kulcsar et al. ، 2019). بالإضافة إلى ذلك ، تنتج الأنسجة الدهنية البيضاء السيتوكينات المسببة للالتهابات ، مثل TNF و IL-1 و IL-6 و IL-10 (Tsalamandris et al. ، 2019). عند الإصابة بفيروس SARS-CoV-2 ، يمكن أن تتفاقم الحالة الالتهابية لدى مرضى T2D مما قد يؤدي إلى عاصفة خلوية وفشل متعدد الأعضاء (Bornstein et al. ، 2020).

بالنظر إلى أن شدة COVID-19 مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بعمر يزيد عن 70 عامًا (باستثناء السمنة) ، فإن تقييم دور العمر في تعبير ACE2 في المرضى الذين يعانون من أمراض مصاحبة في دراسات وبائية بأثر رجعي واسعة النطاق من شأنه أن يوفر صورة أوسع لعوامل الخطر ويبلغ بدقة على العواقب المحتملة لتعديل ACE2. الأهم من ذلك ، أن البيانات التي تم جمعها من مرضى COVID-19 في بداية الجوائح كانت في الغالب مقطعية ومقتصرة على وصف الأمراض المزمنة الأساسية المعروفة دون التقسيم الطبقي وفقًا للعلاج العلاجي. لذلك ، نشأ السؤال عما إذا كان الارتباط الملحوظ للأمراض المصاحبة مع شدة COVID-19 قد ينتج عن العلاجات بدلاً من الحالة نفسها. تدعم البيانات الجوهرية أن مثبطات RAS و ACE وحاصرات مستقبلات الأنجيوتنسين (ARBs) ، والتي تستخدم بشكل متكرر في المرضى الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم والأمراض القلبية الوعائية ومرض السكري بدرجة أقل ، تحفز زيادة التعبير عن الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 كما تمت مراجعته مؤخرًا (Chung et al. ، 2020) . تدعم البيانات المحدودة أن العلاجات المضادة للسكري ، Pioglitazone أو Liraglutide ، تزيد أيضًا من ACE2 mRNA والبروتين (IB ، ab108252) في أنسجة الكبد والدهون والرئة والقلب ، على التوالي (Pal and Bhadada، 2020 Zhang et al.، 2014 ). لم يتم تقييم تأثير الكورتيكوستيرويدات أو موسعات الشعب الهوائية في مرض الانسداد الرئوي المزمن على حد علمنا. بشكل عام ، لا يزال تأثير العلاجات على الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 بحاجة إلى استكشاف كامل عند البشر.

بينما تدعم الأدلة زيادة ACE2 في بعض الأمراض المصاحبة على الأقل أو استجابةً للعلاجات المرتبطة بها ، لا يمكن استنتاج العلاقة السببية بين مستويات تعبير ACE2 وشدة COVID-19 (Pal and Bhadada ، 2020 Vaduganathan et al. ، 2020 ). لم تخلص الدراسات القائمة على الملاحظة بأثر رجعي المتاحة حاليًا إلى وجود ارتباط بين استخدام مثبطات RAS وزيادة خطر الإصابة بعدوى SARS-CoV-2 (Chung et al. ، 2020). كشف التحليل التلوي المنهجي لبيانات من 15 دراسة ، شملت 2065805 من مرضى COVID-19 المصابين بارتفاع ضغط الدم ، أن احتمال وفاة مرضى COVID-19 الذين عولجوا بمثبطات RAS كان 35٪ أقل من أولئك الذين لم يخضعوا للعلاج (Ssentongo et al. ، 2020). أظهر تحليل تلوي آخر لـ 9 دراسات بما في ذلك 3936 مريضًا مصابًا بفيروس كورونا COVID-19 يعانون من ارتفاع ضغط الدم أنه على الرغم من عدم وجود ارتباط بين العلاج بمثبطات RAS وخطورة المرض ، كان المرضى الذين يخضعون لعلاج RAS أقل عرضة للوفاة (OR 0.57، 95٪ CI 0.38–0.84، P0.004، I20) (Guo et al.، 2020). إجمالاً ، يشير هذا إلى أنه حتى إذا كانت مثبطات RAS تحفز تعبير ACE2 ، فإنها لا تزيد من خطر الإصابة بـ COVID-19 القاتل.

التفسير البديل المحتمل الذي تمت مناقشته مؤخرًا للأمراض المصاحبة هو أن خلل أو غياب ACE2 قد يؤدي إلى زيادة مستويات AngII وفرط نشاط B1R مما يؤدي إلى الالتهاب والتليف والإجهاد التأكسدي وتضيق الأوعية والوذمة الوعائية (Chung et al. ، 2020). قد يكون هذا هو الحال في الواقع أثناء الإصابة بـ SARS-CoV-2 إذا لم يعد ACE2 المرتبط بالفيروس متاحًا. بالإضافة إلى ذلك ، أثناء تقدم العدوى ، يؤدي دخول الفيروس إلى تناول ACE2 ، مما يؤدي إلى انخفاض كمية ACE2 في الغشاء. تم العثور على مستويات متزايدة من AngII في بلازما مرضى COVID-19 المصابين بالالتهاب الرئوي مقارنة بالأفراد الأصحاء ومستويات AngII مرتبطة بشكل إيجابي بالحمل الفيروسي لـ SARS-CoV-2 وإصابة الرئة (Liu et al. ، 2020b). من الممكن أنه في المرضى الذين يعانون من أمراض مصاحبة مرتبطة بخلل في تنظيم نظام RAS ، يصل تعديل AngII بواسطة SARS-CoV-2 إلى مستوى حرج يؤدي في النهاية إلى حالة التهابية تسبب مشاكل قاتلة.

المستقبلات المشتركة / عوامل التعلق المحتملة لدخول SARS-CoV-2 المعتمد على ACE2

سطح الخلية نيوروبيلين NRP1 (المعروف أيضًا باسم مستقبل عامل نمو الخلايا البطانية الوعائية 165 ، VEGF165R سوكر وآخرون ، 1997) و NRP2 (المعروف أيضًا باسم VEGF165R2 Ambra et al. ، 2006) هي مستقبلات قاتمة معروفة بالمساهمة في تكوين الخلايا العصبية وتكوين الأوعية ( Yasuhara وآخرون ، 2004). إنهم يربطون الروابط التي تحتوي على نموذج متعدد القاعدة C- طرفي يتبع القاعدة C-end-Rule (CendR) (Teesalu et al. ، 2009). يحتوي SARS-CoV-2 S على موقع انقسام فوريين الذي لديه القدرة على توليد طرف C مكشوف للمذيب يحتوي على تسلسل CendR R / KXXR / K والذي ، وفقًا لتوقعات النمذجة الجزيئية ، قادر على الارتباط بمجال التخثر b1 من NRP (Teesalu et al.، 2009 Cantuti-Castelvetri et al.، 2020). أدت هذه الملاحظة إلى الفرضية القائلة بأن الخلايا العصبية يمكن أن تعمل كمستقبل مشترك لتعلق SARS-CoV-2 بسطح الخلية (الشكل 1) وتساهم في المدارية كما هو موثق سابقًا للفيروسات مثل النوع الأول من الفيروس اللمفاوي للخلايا التائية البشرية ( HTLV-1) وفيروس Epstein-Barr (EBV) (لامبرت وآخرون ، 2009 وانج وآخرون ، 2015). تدعم العديد من الملاحظات التجريبية دور NRP1 كمستقبل مشترك لـ SARS-CoV-2. في تجربة GFP-nanotrap في خلايا HEK293T ، يتفاعل SARS-CoV-2 S1 مع GFP-NRP1 بطريقة تعتمد على الحافز CendR (Daly et al. ، 2020). في حين أن حذف NRP1 قلل بشدة من الإصابة بـ SARS-CoV-2 لخلايا Hela التي تعبر عن ACE2 ، لم يكن NRP1 وحده كافياً لأن الخلايا التي لا تعبر عن ACE2 غير مصابة بـ SARS-CoV-2 (131). بالإضافة إلى ذلك ، انخفض احتضان VSV-SARS-S2 أو SARS-CoV-2 المعزول عن طريق المريض مع مضاد NRP1 أحادي النسيلة ، على الرغم من أنه بدرجة أقل من مضاد ACE2 أحادي النسيلة ، فإن كفاءة إصابة خلايا HEK293 التي تعبر عن ACE2 وخلايا Calu3 (Cantuti-Castelvetri et al. ، 2020 Daly et al. ، 2020). يتم التعبير عن NRP1 و 2 في ظهارة الجهاز التنفسي بمستويات مماثلة من ACE2 في خلايا AT2. أظهر التلوين الخلوي لـ NRP1 (IF ، ab81321 ، n = 6) لأقسام الأنسجة الشمية بعد الوفاة اكتشافًا عاليًا لـ NRP1 في الخلايا الظهارية المصابة لمرضى COVID-19 مقارنة بأفراد التحكم (ن = 7) (Cantuti-Castelvetri et al. ، 2020). إجمالاً ، على الرغم من أن الأدلة الحالية لا تزال محدودة ، تشير إلى أن NRP1 يقوي الارتباط بـ SARS-CoV-2 لتسهيل الدخول بوساطة ACE2. هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لتحديد ما إذا كان استخدام نيوروبيلينات كمستقبلات مشتركة قد يفسر جزئيًا أن المستويات المنخفضة من ACE2 في ظهارة الجهاز التنفسي كافية للسماح بالدخول الفعال لـ SARS-CoV-2.

Heparan sulfate (HS) ، وهو عديد السكاريد سالب الشحنة يوجد غالبًا مرتبط بالبروتينات (البروتيوغليكان) على سطح الخلية والمصفوفة خارج الخلية (Simon Davis and Parish ، 2013) ، وقد تم اقتراحه ليكون بمثابة مستقبل مشارك لـ SARS-CoV-2. يُعتقد أن الاختلافات في بنية وتكوين HS بين الأنسجة تحدد المدارية لبعض الفيروسات (Cagno et al. ، 2019). من بين فيروسات كورونا ، يستخدم الفيروس التاجي البشري NL63 (HCoV-NL63) HS كنقطة ارتباط بالخلية قبل الارتباط بمستقبل دخول ACE2 (Milewska et al. ، 2014). في سياق SARS-CoV-2 ، سلطت النمذجة الجزيئية الضوء على موقع تفاعل محتمل لـ HS في مجال RBD لبروتين S المجاور للنقاط الساخنة المرتبطة بـ ACE2 (Clausen et al. ، 2020). أكدت التجارب الملزمة أن الفيروسات الشبيهة بالبولينتون المنقى (pLV) التي تعبر عن بروتين S الخاص بـ SARS-CoV-2 تربط HS المعطل (تاندون وآخرون ، 2020). في حين أن كل من المطابقة المفتوحة والمغلقة لـ RBD قادرة على الارتباط بـ HS ، إلا أن المطابقة المفتوحة فقط هي التي ترتبط بـ ACE2. يشير هذا إلى آلية يؤدي فيها ارتباط S بـ HS إلى انتقال توافقي لتحقيق الاستقرار في التشكل المفتوح لـ SARS-CoV-2 S ، وبالتالي السماح بالتفاعل مع ACE2 (Clausen et al. ، 2020). يتم دعم دور HS كعامل ارتباط من خلال الملاحظة التي مفادها أن تعديل HS مع glycosidases البكتيرية أو التحلل بواسطة إنزيمات HSase منع عدوى SARS-CoV-2 لخطوط الخلايا المتنوعة و HBEC المتمايز ALI (Clausen et al. ، 2020 Martino et آل ، 2020). في حين تم العثور على حساسية عدوى SARS-CoV-2 لعلاج HSase مستقلة عن نوع الخلية ، فإن HS المعزول من الرئتين البشرية يرتبط بشكل أكثر كفاءة بـ SARS-CoV-2 S RBD من HS من الكلى (Clausen et al. ، 2020 ). وبالتالي ، لا يزال يتعين توضيح ما إذا كان HS يساهم في انتفاخ SARS-CoV-2.

تم وصف أحماض السياليك على أنها عوامل ارتباط خلوي للعديد من الفيروسات بما في ذلك فيروسات ألفا وبيتاكورونا (Böttcher-Friebertshäuser et al.، 2014 Hulswit et al.، 2016 Lim et al.، 2016). من المحتمل أن يفسر ارتباط MERS-CoV S بـ sialoglycoconjugates على سطح كريات الدم الحمراء والسكريات الأحادية sialotrisaccharides المرتبطة بـ α2،3 و α2،3 المرتبطة بـ di-Sia و tri-Sia glycans ، وهي وفيرة في القصبة الهوائية والرئتين. المدارية والانتقال (Li et al. ، 2017 Wasik et al. ، 2017). أظهر Cryo-EM و crystallography أن MERS-CoV S يربط أحماض Neu5Ac sialic في أخدود بالقرب من موقع الربط لمستقبل دخول DPP4 الذي يدعم آلية ربط من خطوتين (Park et al. ، 2019). تم اقتراح آلية مماثلة لعدوى JHM لسلالة الفيروس التاجي الفئران الحساسة لعلاج النورامينيداز والتي يتم تعزيزها عند التعبير عن جزيء الالتصاق الخلوي المرتبط بمستضد السرطانات المضغية لمستقبل دخول الفأر (mCEACAM) (تشينغ وآخرون ، 2020). في سياق الفيروس التاجي البشري OC43 (HCoV-OC43) والفيروس التاجي البشري HKU1 (HCoV-HKU1) ، فإن ارتباط بروتينات S بحمض السياليك 9-O-acetylated كافٍ للتوسط في الدخول في الخلية المضيفة دون الحاجة إلى مستقبل آخر ( Zhou et al.، 2020 Hulswit et al.، 2019 Huang et al.، 2015 Tortorici et al.، 2019 Petrosillo et al.، 2020 Milanetti et al.، 2020). أدت هذه الملاحظات إلى التساؤل عن الدور المحتمل لأحماض السياليك أثناء عدوى SARS-CoV-2. اعتبارًا من اليوم ، لا يزال هذا الأمر تخمينيًا ويعتمد في الغالب على تنبؤات ونمذجة في السيليكو. تتنبأ محاذاة التسلسل والنمذجة الجزيئية بتفاعل SARS-CoV-2 S (243-302 aa) مع أحماض السياليك المشابهة لتلك التي لوحظت في MERS-CoV S (Park et al. ، 2019 Milanetti et al. ، 2020 Vandelli et al. ، 2020). مزيد من المحاكاة الديناميكية الجزيئية لتفاعل SARS-CoV-2 S مع ganglioside GM1 ، وهو جليكوسفينجوليبيد يحتوي على واحد أو أكثر من بقايا حمض السياليك (Fantini et al. ، 2020 Sántha et al. ، 2020 Kuhn and Wiegandt ، 1963) ، يشير إلى التكوين لمركب ثلاثي الجزيئات بين مجال ربط ganglioside (111-162 aa) وجزيئين من GM1. على الرغم من أن هذه الدراسات تقترح مناطق متميزة من تفاعل S مع أحماض السياليك ، إلا أنها تشير إلى نموذج يمكن أن يرتبط فيه SARS-CoV-2 بمناطق ganglioside المكشوفة في غشاء الخلية التي يحتمل أن تفضل التفاعل اللاحق لـ RBD مع ACE2 (الشكل 1) .مزيد من الدراسات في المختبر وفي الجسم الحي ضرورية لتحديد ما إذا كان ارتباط SARS-CoV-2 بأحماض السياليك مطلوبًا قبل التفاعل مع ACE2. إذا كان الأمر كذلك ، فقد يكون هذا محددًا رئيسيًا لمرض السارس- CoV-2.

إجمالاً ، لا تزال الأدلة الداعمة لتورط NRP1 أو HS كعوامل مستقبلات / ارتباط تساعد دخول SARS-CoV-2 إلى الخلايا قليلة. هذا صحيح أكثر بالنسبة للدور المحتمل لأحماض السياليك التي لا تزال تخمينية. سيكون من الضروري إجراء مزيد من الدراسات ، من الناحية المثالية في الجسم الحي في النماذج الحيوانية أو في المرضى لتحديد الدور المحدد لكل من هذه العناصر في السيطرة على عدوى SARS-CoV-2 وما إذا كانت تشكل أهدافًا علاجية محتملة لمنع انتشار الفيروس بشكل فعال في الجهاز التنفسي. ما إذا كان التوزيع المحدد لواحد أو أكثر من هذه العوامل في أنواع خلايا معينة يمكن أن يحدد استوائية SARS-CoV-2 هو موضوع مثير للاهتمام. من الممكن أن ترتبط عوامل مستقبلات مشتركة / ارتباط مختلفة بـ SARS-CoV-2 S في نفس الوقت دون خلق عائق صارم ، ولكن هذا لا يزال بحاجة إلى تقييم.

مستقبلات بديلة مع دور محتمل في دخول SARS-CoV-2

على الرغم من الأدلة المقنعة على أن ACE2 هو مستقبل تقارب عالي لـ SARS-CoV-2 ، فإن المستويات المحدودة للتعبير في جميع أنحاء الجهاز التنفسي تسمح بالتكهنات حول تفرد مسار الدخول هذا. توفر البيانات المستمدة بشكل أساسي من دراسة فيروسات كورونا الأخرى أدلة كافية لمناقشة الدور المفترض لـ CD147 و GRP78 كمستقبلات دخول لـ SARS-CoV-2 (الشكل 1). تم اقتراح مستقبلات Ang II type 2 (AGTR2) و ACE أيضًا من قبل الآخرين (Cui et al. ، 2020 Prates et al. ، 2020) ، لكن الأدلة ضعيفة إلى حد ما وبالتالي لن تتم مراجعتها هنا.

يتم التعبير عن البروتين السكري عبر الغشاء CD147 ، المعروف أيضًا باسم basigin أو EMMPRIN (Miyauchi et al. ، 1990 Biswas et al. ، 1995) ، في كل مكان وتكون مستويات mRNA أعلى من مستويات ACE2 في الرئة (Su et al. ، 2004 Wu et آل ، 2009). يمكن أيضًا اكتشاف بروتين CD147 بشكل كبير بواسطة IHC (يكتشف مضاد CD147 نطاقًا واحدًا فقط بالوزن الجزيئي المتوقع بواسطة IB) في ظهارة مجرى الهواء لأقسام أنسجة الرئة (Aguiar et al. ، 2020). فيما يتعلق بالأمراض المصاحبة المرتبطة بشدة COVID-19 ، يزداد التعبير عن CD147 في الغشاء المخاطي للجهاز التنفسي لدى المدخنين والمرضى المصابين بمرض الانسداد الرئوي المزمن (Aguiar et al. ، 2020 Jouneau et al. ، 2011). يلعب CD147 دورًا في عدوى SARS-CoV التي يتم حظرها بواسطة الببتيد المضاد لـ CD147 AP-9 وبجسم مضاد متوافق مع البشر ضد CD147 تم تطويره داخليًا (Meplazumab) (Wang et al. ، 2020c). تم اختبار هذا الجسم المضاد نفسه في 17 مريضًا من COVID-19 ، 4 منهم متوسطون و 6 مصابون بشدة و 7 يعانون من أعراض حرجة (Bian et al. ، 2020). العلاج بمضاد CD147 المحسن للتخلص من الفيروس ، كما تم قياسه بواسطة تفاعل البوليميراز المتسلسل ، وانخفاض قلة اللمفاويات ومؤشر الالتهاب المقاس من خلال وجود بؤر التهابية في الرئتين مقارنة بالمرضى الذين تم إدخالهم إلى المستشفى في نفس الفترة (ن = 11). لا تزال هناك حاجة لدراسة كبيرة خاضعة للتحكم الوهمي لاستنتاج كفاءة انسداد CD147 لتحسين نتيجة COVID-19. لا يزال يتعين إثبات دور CD147 كمستقبل دخول في عدوى SARS-CoV-2 ، لكن تحليلات SPR أظهرت تفاعلًا مباشرًا بين RBD لبروتين S و CD147 في المختبر مع Kd 185 نانومتر (Wang et al. ، 2020c) ). يتناقض هذا مع النموذج المقترح في عدوى فيروس السارس الذي يفترض أن التفاعل بين CD147 والبروتين N غير مباشر ويتطلب السيكلوفيلين A (CyPA) (Chen et al. ، 2005). من المعروف أن التفاعل بين CD147 و CyPA ، الذي يتم التعبير عنه في كل مكان ، يتحكم في تحريض السيتوكينات الالتهابية ، مثل TNF و IL-6 (Dawar et al.، 2017a Dawar et al.، 2017b Dai et al.، 2016). لذلك ، قد يكون تثبيط CD147 أثناء عدوى SARS-CoV-2 أيضًا وسيلة لتقليل عاصفة السيتوكين التي لوحظت في المرضى المصابين بأمراض خطيرة. في الختام ، تدل الملاحظات الأولية بشكل خاص من خلال علاج المريض على دراسات ميكانيكية إضافية لتحديد ما إذا كان CD147 متورطًا في دخول الفيروس ويحدد الانتفاخ الجديد.

يُعرف ER chaperone BiP ، المعروف أيضًا باسم 78 كيلو دالتون البروتين المنظم للجلوكوز (GRP78) / بروتين الجلوبيولين المناعي الملزم (BiP) / عائلة بروتين الصدمة الحرارية A العضو 5 (HSPA5) ، على نطاق واسع لدوره في تحلل البروتينات غير المطوية و في استجابة البروتين غير المطوية (Yang et al. ، 2015 Ting and Lee ، 1988 Baumeister et al. ، 2005 Werner et al. ، 1998). تم اكتشاف GRP78 في الخلايا الظهارية للشعب الهوائية ومستويات mRNA في الرئة أعلى بكثير من ACE2 (Uhlén et al. ، 2015 Aguiar et al. ، 2020 Su et al. ، 2004 Wu et al. ، 2009). بينما يوجد GRP78 بشكل أساسي في ER ، لوحظ أيضًا توطين غشاء البلازما عند الاستجابة للإجهاد الخلوي (Ibrahim et al. ، 2019). على وجه الخصوص ، تم العثور على GRP78 لإعادة التموضع على سطح الخلية والعمل كنقطة ارتباط لـ MERS-CoV وفيروس كورونا الخفافيش HKU9 (bCoV-HKU9) (Chu et al. ، 2018). وقد لوحظت المجمعات التي تحتوي على بروتين GRP78 و MERS-CoV S وتوحيد GRP78 و DDP4 ، مستقبل الدخول الرئيسي لـ MERS-CoV. ومع ذلك ، فإن إسكات GRP78 أدى إلى انخفاض طفيف في دخول MERS-CoV مقارنةً بـ DDP4 الذي يشير إلى نموذج يعمل فيه GRP78 كنقطة ارتباط يحفز دخول الفيروس عبر DDP4 (Chu et al. ، 2018). على الرغم من عدم وجود دليل مباشر حتى الآن ، فإن التكهنات بأن GRP78 يمكن أن يعمل كمستقبل لـ SARS-CoV-2 جاءت جزئيًا من ملاحظة أن بروتين S يحتوي على روابط ثاني كبريتيد تشكل هياكل دورية تشترك في أوجه التشابه مع Pep42 ، وهو بروتين دوري. 13-mer (CTVALPGGYVRVC) الذي يتفاعل مع GRP78 على سطح الخلية (Kim et al. ، 2006). أكدت النمذجة أن SARS-CoV-2 S يمكن أن يتفاعل بثبات مع رأس GRP78 (Ibrahim et al. ، 2020). ومع ذلك ، تعتمد هذه الدراسة على بنية S التي تختلف عن البنية المنشورة سابقًا والتي تم الحصول عليها بواسطة cryo-EM في عدد روابط ثاني كبريتيد (Wrapp et al. ، 2020). هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات الميكانيكية في المختبر وفي الخلايا لاستخلاص استنتاجات حول دور GRP78 في دخول SARS-CoV-2.

ملاحظات ختامية

من الواضح أن التوصيف التفصيلي للمستقبلات والبروتياز المتضمنة في دخول SARS-CoV-2 له أهمية كبيرة لفهم المناطق المدارية لـ SARS-CoV-2 وبالتالي مرض COVID-19. في الواقع ، بينما في المرحلة المبكرة من الوباء ، كان يُعتقد أن SARS-CoV-2 يتصرف مثل فيروسات الجهاز التنفسي الأخرى التي تؤدي إلى متلازمة الضائقة التنفسية الحادة ، أصبح من الواضح الآن أنه أحد مسببات الأمراض غير المعتادة التي تثير مظاهر خارج الجهاز التنفسي مما يؤدي إلى الوفاة. النتائج في الأشخاص المعرضين للخطر. على الرغم من أن الأبحاث حول المستقبلات والبروتياز قد استفادت بشكل كبير من المعرفة المتراكمة حول فيروسات كورونا البشرية الأخرى ، ولا سيما فيروس SARS-CoV المرتبط ارتباطًا وثيقًا ، فلا يزال هناك الكثير الذي يجب تعلمه في سياق عدوى SARS-CoV-2. تدعم البيانات العديدة التي تمت مناقشتها في هذه المراجعة دورًا رئيسيًا لـ ACE2 كما هو الحال بالنسبة لـ SARS-CoV. على الرغم من أن هذا نموذج معقول ، إلا أنه محل خلاف من خلال ملاحظة أن ACE2 يتم التعبير عنه بشكل سيئ في ظهارة الجهاز التنفسي. ما إذا كانت المستقبلات المشتركة ، مثل NRP1 أو HS أو أحماض السياليك ، المكشوفة على سطح الخلايا المستهدفة يمكن أن تكون جزءًا من الإجابة لتحديد آلية الارتباط المكونة من خطوتين ، يجب معالجتها بشكل أكبر. البحث عن طرق بديلة للدخول يستحق أيضًا المتابعة. ظهر CD147 كمستقبل بديل محتمل للدخول ، ولكن حقيقة أنه يتم التعبير عنه في كل مكان يثير تساؤلات حول الآليات المرتبطة التي ستكون ضرورية لشرح المدارية المقيدة لـ SARS-CoV-2. مع ظهور COVID-19 كمرض له عواقب وعائية وليس مجرد متلازمة تنفسية ، تعد هوية مستقبلات الدخول موضوعًا أكثر أهمية. تتفق البيانات الأولية المثيرة للاهتمام التي تشير إلى إصابة الخلايا البطانية مع دور الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2. ومع ذلك ، هناك حاجة ماسة إلى بيانات أكثر صلابة ، لا سيما الاعتماد على تحليلات ما بعد الوفاة أو من نماذج حيوانية ذات صلة ، للتحقق من صحة هذه الملاحظة وتحديد ما إذا كانت نادرة أو أكثر انتشارًا بين مرضى COVID-19. سيكون لمثل هذه البيانات تأثير هائل على فهمنا لإمراض COVID-19 وستوجه بلا شك التطوير المستقبلي للعلاجات. أخيرًا ، مع المعلومات المتاحة حاليًا ، من الصعب للغاية استنتاج دور تعديل مستقبلات الدخول في المرضى الذين يعانون من أمراض مصاحبة مرتبطة بأعراض حادة ونتائج مميتة لـ COVID-19. السؤال المهم الذي ينتظر الإجابات هو ما إذا كان تورط ACE2 في عدوى SARS-CoV-2 له تأثير على أنظمة RAS و KKS وما إذا كان هذا يمكن أن يكون مرتبطًا بالحالة الالتهابية الشديدة لـ COVID-19.


يمكن للفيروس المسبب لـ COVID-19 أن يجد طريقًا بديلًا لإصابة الخلايا: الدراسة

شيكاغو ، 25 يونيو (شينخوا) اكتشف باحثون في كلية الطب بجامعة واشنطن في سانت لويس أن طفرة واحدة تمنح السارس- CoV-2 القدرة على دخول الخلايا عبر مسار آخر - مسار لا يتطلب إنزيم ACE2.

للعثور على المزيد من الخلايا ذات الصلة القادرة على إنماء SARS-CoV-2 ، فحص الباحثون لوحة من 10 خطوط خلايا للرئة والرأس والرقبة ، واكتشفوا أن الفيروس الذي كانوا يستخدمونه في التجارب قد التقط طفرة. تم الحصول على الفيروس في الأصل من شخص في ولاية واشنطن مصاب بـ COVID-19 ، ولكن مع نموه بمرور الوقت في المختبر ، اكتسب الفيروس طفرة أدت إلى تغيير حمض أميني واحد في الموضع 484 في ارتفاع الفيروس. بروتين.

يستخدم SARS-CoV-2 ارتفاعًا للإرفاق بـ ACE2 ، والموضع 484 هو نقطة ساخنة للطفرات. تم العثور على مجموعة متنوعة من الطفرات في نفس الموضع في المتغيرات الفيروسية من البشر والفئران ، وفي الفيروسات التي نمت في المختبر. تحتوي متغيرات ألفا وبيتا المثيرة للقلق على طفرات في الموضع 484 ، على الرغم من اختلاف تلك الطفرات.

قال المؤلف الكبير المشارك إم. بن ميجور ، أستاذ بيولوجيا الخلية وعلم وظائف الأعضاء: "هذا الموقف يتطور بمرور الوقت داخل البشر وفي المختبر". "بالنظر إلى بياناتنا وبيانات الآخرين ، من الممكن أن يكون الفيروس تحت ضغط انتقائي للوصول إلى الخلايا دون استخدام ACE2. من نواح كثيرة ، من المخيف التفكير في سكان العالم الذين يحاربون فيروسًا ينوع الآليات من خلال التي يمكن أن تصيب الخلايا ".

لتحديد ما إذا كانت القدرة على استخدام مسار دخول بديل تسمح للفيروس بالهروب من الأجسام المضادة أو اللقاحات لـ COVID-19 ، قام الباحثون بفحص لوحات من الأجسام المضادة ومصل الدم بالأجسام المضادة من الأشخاص الذين تم تطعيمهم ضد COVID-19 أو تعافوا من COVID-19 عدوى. كان هناك بعض الاختلاف ، ولكن بشكل عام ، كانت الأجسام المضادة وأمصال الدم فعالة ضد الفيروس مع الطفرة.

لم يتضح بعد ما إذا كان المسار البديل يلعب دوره في ظل ظروف العالم الحقيقي عندما يصاب الأشخاص بفيروس SARS-CoV-2. قبل أن يبدأ الباحثون في معالجة هذا السؤال ، يجب عليهم إيجاد المستقبل البديل الذي يستخدمه الفيروس للوصول إلى الخلايا.

وقالت سيبلا كوتلواي ، الأستاذة المساعدة في علم الأحياء الدقيقة الجزيئي ، "من المحتمل أن يستخدم الفيروس الإنزيم المحول للأنجيوتنسين 2 إلى أن ينفد من الخلايا التي تحتوي على إنزيم ACE2 ، ثم ينتقل إلى استخدام هذا المسار البديل". "قد يكون لهذا صلة بالجسم ، ولكن بدون معرفة المستقبلات ، لا يمكننا أن نقول ما ستكون الملاءمة".


شاهد الفيديو: ماذا سيحدث لو لم تأكل شيئا لمدة 7 أيام (قد 2022).