محققان کشف می کنند که ویروس COVID-19 چگونه به سلول های ریه انسان آسیب می رساند و به سرعت آسیب می زند

در یک همکاری چند گروهی شامل آزمایشگاه های ملی بیماری های عفونی در حال ظهور (NEIDL) ، مرکز طب احیا کننده (CReM) و مرکز زیست شناسی سیستم های شبکه (CNSB) ، دانشمندان اولین نقشه پاسخ های مولکولی ریه انسان را گزارش کرده اند سلولها توسط SARS-CoV-2 به عفونت می رسند . محققان دانشکده پزشکی دانشگاه بوستون (BUSM) با ترکیب سلول های آلوئولار مهندسی زیستی انسانی با فناوری پیچیده و طیف سنجی جرمی بسیار دقیق ، پروتئین ها و مسیرهای میزبان سلول های ریه را شناسایی کرده اند که سطح آنها پس از آلودگی توسط SARS-CoV-2 تغییر می کند و بینش بیماری را فراهم می کند. آسیب شناسی و اهداف درمانی جدید برای جلوگیری از COVID-19.

آنها دریافتند كه نوع مهمی از اصلاح پروتئین به نام “فسفوریلاسیون” در این سلولهای ریه آلوده نادرست است. فسفوریلاسیون پروتئین ها نقش مهمی در تنظیم عملکرد پروتئین در داخل سلولهای موجود زنده دارند و فراوانی پروتئین و فسفوریلاسیون پروتئین معمولاً در مورد سلولهای سالم / سالم فرآیندهای بسیار کنترل شده ای هستند. با این حال ، آنها کشف کردند که SARS-CoV-2 سلولهای ریوی را به هم می ریزد و باعث تغییرات غیر طبیعی در مقدار پروتئین و فرکانس فسفوریلاسیون پروتئین در داخل این سلول ها می شود. این تغییرات غیر عادی به ویروس کمک می کند تا در نهایت سلول ها از بین بروند. تخریب سلولهای آلوده ممکن است منجر به آسیب گسترده ریوی شود.

به گفته محققان ، به محض ورود SARS-CoV-2 به سلول های ریه ، به سرعت شروع به بهره برداری از منابع اصلی سلول می کند ، که در غیر این صورت برای رشد طبیعی و عملکرد سلول مورد نیاز است. “ویروس از این منابع برای تکثیر استفاده می کند در حالی که از حمله سیستم ایمنی بدن جلوگیری می کند. به این ترتیب ویروس های جدیدی ایجاد می شوند که متعاقباً از سلول ریه خسته و آسیب دیده خارج می شوند و آنها را به تخریب خود می کشانند. این ویروس های جدید سپس سلول های دیگر را آلوده می کنند ، در حالی که همان چرخه تکرار می شود ، “توضیح می دهد ، نویسنده متناظر ، اندرو امیلی ، PhD ، استاد بیوشیمی در BUSM.

محققان سلول های آلوئولی ریه را از یک تا 24 ساعت پس از آلودگی با SARS-CoV-2 بررسی کردند تا بفهمند بلافاصله (در یک ، سه و شش ساعت پس از آلودگی توسط SARS-CoV-2) در سلول های ریه چه تغییراتی رخ می دهد و بعداً چه تغییراتی رخ می دهد (در 24 ساعت پس از عفونت). این تغییرات سپس با سلولهای آلوده نشده مقایسه شد. تمام پروتئین های سلول های آلوئولار آلوده و آلوده ، مربوط به زمان های مختلف ، استخراج و با برچسب های بارکد منحصر به فرد به نام “برچسب توده پشت سر هم” برچسب گذاری شده اند. این برچسب ها ، که فقط با استفاده از یک طیف سنج جرمی قابل تشخیص است ، امکان کمی سازی کافی پروتئین و فسفوریلاسیون در سلول ها را فراهم می کند.

دارل کوتون ، دکتر پروفسور پاتولوژی و پزشکی آزمایشگاهی BUSM و مدیر CReM.

“علاوه بر این ، داده های ما همچنین نشان داد که ویروس SARS-CoV-2 تعداد قابل توجهی از این تغییرات را از همان یک ساعت پس از عفونت ایجاد می کند و پایه ای برای ربودن کامل سلول های ریه میزبان است” ، اضافه می کند الکه مولبرگر ، PhD ، دانشیار میکروب شناسی و محقق اصلی در NEIDL.

اندرو ویلسون ، MD ، استادیار پزشکی در محققان BUSM و CReM گفت: “ویژگی های بیولوژیکی مهمی برای سلول های ریوی وجود دارد که توسط سلول های دیگر که برای مطالعه عفونت ویروسی استفاده می شود ، تولید نمی شود.” “مطالعه ویروس در متن نوع سلولی که بیشتر در بیماران آسیب دیده است ، ممکن است بینشی ایجاد کند که در سیستم های مدل دیگر نمی توانیم ببینیم.”

محققان همچنین داده های خود را برای شناسایی فرصت های احتمالی برای درمان COVID-19 تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند که حداقل 18 داروی مورد تایید بالینی (که در اصل برای سایر شرایط پزشکی / بیماری ها ساخته شده است) می توانند به طور بالقوه برای استفاده در درمان COVID-19 مجدداً هدف گذاری شوند . این داروها نویدبخش استثنایی برای جلوگیری از تکثیر SARS-CoV-2 در سلولهای ریه را نشان داده اند.