covid-19

Een nieuwe studie, geleid door Jose Ordovas-Montanes, postdoc bij Boston Children’s Hospital en Alex K. Shalek, Postdoc bij MIT, wijst op de waarschijnlijke celtypes die het SARS-CoV-2-virus infecteert en zo COVID19 veroorzaakt. Onverwacht laat het ook zien dat een van de belangrijkste afweermechanismen van het lichaam tegen virale infecties het virus daadwerkelijk helpt om die cellen te infecteren. De bevindingen werden op 21 april gepubliceerd in het tijdschrift Cell.

De studie, gepubliceerd als een voordruk, zal helpen de inspanningen te concentreren om te begrijpen wat SARS-COV-2 in het lichaam doet. Ook beschrijft het waarom sommige mensen vatbaarder zijn en hoe ze het beste naar behandelingen kunnen zoeken.

“We keken eerst naar cellen uit weefsels zoals de bekleding van de neusholte, de longen en de darmen, op basis van gerapporteerde symptomen en waar het virus is gedetecteerd”, zegt Ordovas-Montanes. “We wilden de best mogelijke informatie bieden over ons hele spectrum van onderzoeksmodellen.”

COVID-19-gevoelige cellen

Uit recent onderzoek blijkt dat SARS-CoV-2 – net als de nauw verwante SARS-CoV die de SARS-pandemie veroorzaakte, een receptor genaamd ‘ACE2’ gebruikt om toegang te krijgen tot menselijke cellen, geholpen door een enzym genaamd ‘TMPRSS2’. Dat bracht Ordovas-Montanes en Shalek en collega’s ertoe een simpele vraag te stellen: welke cellen in het ademhalings- en darmweefsel brengen zowel ACE2 als TMPRSS2 tot expressie?

RNA sequencing

Om deze vraag te beantwoorden, wendde het team zich tot single-cell RNA sequencing, die identificeert welke van de ongeveer 20.000 genen “aan” staan ​​in individuele cellen. Ze ontdekten dat slechts een klein percentage van de menselijke ademhalings- en darmcellen, vaak ver onder de 10 procent, zowel ACE2 als TMPRSS2 maakt. Die cellen vallen in drie soorten: bekercellen in de neus die slijm afscheiden; longcellen bekend als type II-pneumocyten die helpen de longblaasjes (de zakjes waar zuurstof wordt opgenomen) in stand te houden; en één type zogenaamde enterocyten die de dunne darm bekleden en betrokken zijn bij de opname van voedingsstoffen.

Celtypen

“Veel bestaande ademhalingscellijnen bevatten mogelijk niet de volledige mix van celtypen en missen mogelijk de typen die relevant zijn”, merkt Ordovas-Montanes op. ‘Als u eenmaal begrijpt welke cellen zijn geïnfecteerd, kunt u zich afvragen:’ Hoe werken deze cellen? ‘ ‘Is er iets in deze cellen dat cruciaal is voor de levenscyclus van het virus?’ Met meer verfijnde cellulaire modellen kunnen we betere screening uitvoeren om te achterhalen welke bestaande medicijnen op die biologie zijn gericht. “

Interferon: nuttig of schadelijk?

Maar het is de tweede bevinding die de wetenschappers het meest intrigeert. Ze ontdekten dat het ACE2-gen, dat codeert voor de receptor die door SARS-CoV-2 wordt gebruikt om menselijke cellen binnen te dringen, wordt gestimuleerd door interferon – een van de belangrijkste afweermechanismen van het lichaam wanneer het een virus detecteert. Interferon zette het ACE2-gen op een hoger niveau aan, waardoor het virus mogelijk nieuwe portalen kreeg om binnen te komen. “ACE2 is  tevens van cruciaal belang bij het beschermen van mensen tijdens verschillende soorten longletsel”, merkt Ordovas-Montanes op. “Als ACE2 op de proppen komt, is dat meestal een productieve reactie. Maar aangezien het virus ACE2 als doelwit gebruikt, speculeren we dat het mogelijk die normale beschermende reactie misbruikt.” Interferonen worden in feite getest als behandeling voor COVID-19. Zouden ze helpen of zouden ze meer kwaad dan goed doen? Dat is nu nog onduidelijk.

ACE-remmers

De bevindingen kunnen ook nieuwe onderzoekslijnen rond ‘ACE-remmers’ opleveren. Deze medicijnen worden vaak gebruikt om hypertensie (hoge bloeddruk) te behandelen, ook weer een aandoening die verband houdt met een ernstigere ziekte van COVID-19.

“ACE en ACE2 werken in hetzelfde traject, maar ze hebben eigenlijk verschillende biochemische eigenschappen”, waarschuwt Ordovas-Montanes. “De biologie erachter is complex, maar het zal van belang zijn om de impact van ACE-remmers op de fysiologische reactie van mensen op het virus te begrijpen.”

Cytokinestorm

Het is anders dan bij eerdergenoemde studie voor deze wetenschappers te vroeg om te proberen de onderzoeksresultaten in verband te brengen met de “cytokinestorm”, een op hol geslagen ontstekingsreactie die is gemeld bij zeer zieke COVID-19-patiënten. Cytokines zijn een familie van chemicaliën die de immuunreacties van het lichaam versterken om infecties te bestrijden, en interferon maakt deel uit van deze familie. Ordovas-Montanes: “Het kan zijn dat we een cytokine-storm zien vanwege een storing van interferon om het virus in het begin te beperken, dus de longen beginnen om meer hulp te roepen. Dat is precies wat we nu proberen te begrijpen.”

Kinderen

Het team wil ook onderzoeken wat het virus doet in de cellen waarop het is gericht, en weefselmonsters van kinderen en volwassenen bestuderen om te begrijpen waarom COVID-19 doorgaans minder ernstig is bij jongere mensen. De studies worden voortgezet bij Boston Children’s met de steun van Benjamin Raby, MD, MPH, hoofd longgeneeskunde, Bruce Horwitz, MD, PhD, spoedeisende geneeskunde en Scott Snapper, MD, PhD, hoofd gastro-enterologie.

Bron: Boston Children’s Hospital

Cell.com

Doneer
Ondersteun vrije journalistiek. Als je dit artikel waardeert en dat wilt laten blijken met een kleine bijdrage, doneer dan via onderstaande Paypal-button:

Geef een reactie

Your email address will not be published. Required fields are marked with *.

Share via
Copy link
Powered by Social Snap