Назад
Факторы проникновения вирусов более распространены у пожилых людей, мужчин и курильщиков.
Новое исследование, опубликованное в Nature Medicine, выявило, какие типы клеток могут быть инфицированы SARS-CoV-2 с участием факторов проникновения в клетку. Исследование также предполагает, что повышенная экспрессия генов этих факторов у некоторых лиц частично объясняет различия в степени тяжести КОВИД-19 в зависимости от возраста, пола и отношения к курению.
Клинические наблюдения на протяжении всей пандемии позволяют предположить, что некоторые группы населения, такие как пожилые люди, мужчины и курильщики, как правило, более серьезно страдают от этой болезни. До сих пор молекулярные причины этого не описаны.Предыдущие исследования показали, что для инфицирования клеток человека SARS-CoV-2 клетка должна содержать специфические генетические входные факторы, а именно АCE2 рецептор и протеазу (TMPRSS2 или CTSL). Поэтому, зная, какие типы клеток экспрессируют как АCE2, так и протеазу, мы получим информацию о том, какие клетки потенциально могут быть инфицированы SARS-CoV-2.
Было проанализировали более 100 наборов данных по экспрессии генов в единичных клетках здоровых людей, чтобы увидеть, какие типы клеток экспрессируют как АСЕ2, так и протеазу. Анализ показал, что специфические типы клеток в эпителии легких и дыхательных путей, а также в печени, толстой кишке и глазных тканях богаты генетическими входными факторами (=высокая экспрессия рецептора ACE2 и протеазы) - и, следовательно, содержат необходимые молекулы для инфицирования SARS-CoV-2.
Кроме того, исследователи обнаружили, что экспрессия генов, лежащих в основе факторов вирусного проникновения, увеличивается в клетках пожилых людей и незначительно у мужчин по сравнению с женщинами. Клетки курильщиков (в частности, клетки дыхательных путей) экспрессируют больше входных факторов SARS-CoV-2, чем клетки некурящих. Эти данные согласуются с различиями в степени тяжести заболевания у пациентов с КОВИД-19 в этих группах населения и, таким образом, дают молекулярное объяснение этой разнице (наряду с другими факторами, которые не изучались в данном исследовании).
"Борясь с пандемией, мы не можем полагаться на выводы, которые ограничиваются лишь несколькими наблюдениями. Вместо этого мы должны полагаться на тщательный анализ больших данных. Например, для оценки того, является ли рецептор АСЕ2, необходимый для проникновения вируса, более распространенным в клетках пожилых людей, нам нужна хорошая репрезентативность наших данных. Используя данные из Атласа клеток человека, мы могли бы смоделировать, как генетические факторы проникновения вируса в клетки экспрессируются во всей популяции", - говорит Мальте Люкен, соавтор исследования.
"Ключевым аспектом этого масштабного исследования был возрастной диапазон, который мы смогли проанализировать. Исследование включало в себя данные о различных возрастных группах, образцы забирались у детей и молодежи, а также у пожилых людей. Это дало нам уникальную возможность оценить изменения, происходящие в течение жизни человека. Сам масштаб данных позволил нам увидеть молекулярные различия с возрастом, полом и курением".
В рамках консорциума "Атлас человеческих клеток" все, кто генерировал данные по клеткам здоровых человеческих легких, предоставили свои данные, как опубликованные, так и неопубликованные, для проведения нашего анализа. Только благодаря этому вкладу наша работа стала стал возможна", - добавляет Фабиан Теис, директор Института вычислительной биологии при Центре Гельмгольца.
В ходе исследования было изучено, какие клетки с наибольшей вероятностью могут быть инфицированы SARS-CoV-2. Результаты частично объясняют, как тяжесть болезни может варьировать у разных групп населения в зависимости от молекулярного профиля клеток. Это дает перспективу дальнейших интервенционных исследований. Связь между экспрессией вирусных входных факторов и повышенной легкостью инфицирования или тяжестью заболевания была показана на модели мышей и в лаборатории, но требует дальнейшего подтверждения у пациентов.
