Das hohe Protein des Coronavirus greift das Gefäßsystem auf zellulärer Ebene an

Repräsentative Bilder von vaskulären endothelialen Kontrollzellen (links) und SARS-CoV-2-Spike-behandelten Zellen (rechts) zeigen, dass das Spike-Protein eine erhöhte mitochondriale Fragmentierung in Gefäßzellen verursacht. Bildnachweis: The Salk Institute

Salk-Forscher und Mitarbeiter zeigen, wie das Protein Zellen schädigt, und das ist sicher Covid-19 Hauptsächlich Gefäßerkrankungen.

Wissenschaftler wissen das schon eine Weile SARS-CoV-2Die unterschiedlichen “Spike” -Proteine ​​helfen dem Virus, seinen Wirt zu infizieren, indem sie sich an gesunde Zellen anlagern. Jetzt zeigt eine wichtige neue Studie, dass es auch eine wichtige Rolle bei der Krankheit selbst spielt.

Das Papier wurde am 30. April 2021 in veröffentlicht KreislaufforschungZeigt auch definitiv, dass COVID-19 eine Gefäßerkrankung ist, was genau zeigt, wie SARS-CoV-2 das Gefäßsystem auf zellulärer Ebene schädigt und angreift. Die Ergebnisse helfen bei der Erklärung einer Vielzahl von Komplikationen, die nicht mit dem COVID-19-Virus in Zusammenhang zu stehen scheinen, und könnten die Tür für neue Forschungen zu wirksameren Behandlungen öffnen.

“Viele Leute denken, dass es sich um eine Atemwegserkrankung handelt, aber es handelt sich tatsächlich um eine Gefäßerkrankung”, sagt der Assistenzprofessor für Forschung, Uri Manor, der die Studie mitverfasst hat. Dies könnte erklären, warum manche Menschen Schlaganfälle haben und warum manche Menschen Probleme in anderen Körperteilen haben. Der gemeinsame Nenner zwischen ihnen ist, dass sie alle Gefäßgrundlagen haben.

Salk-Forscher arbeiteten mit Wissenschaftlern der UCSD an dem Papier zusammen, darunter unter anderem der Co-Erstautor Jiao Zhang und der Co-Autor John Shyy.

Obwohl die Ergebnisse selbst nicht ganz überraschend sind, bietet das Papier eine klare Bestätigung und detaillierte Erklärung des Mechanismus, durch den das Protein zum ersten Mal Blutgefäßzellen zerstört. Es besteht ein wachsender Konsens darüber, dass SARS-CoV-2 das Gefäßsystem beeinflusst, aber es ist nicht genau bekannt, wie es sich auswirkt. Ebenso haben Wissenschaftler, die andere Coronaviren untersuchen, lange vermutet, dass das Spike-Protein zur Schädigung von Gefäßendothelzellen beigetragen hat, aber dies ist das erste Mal, dass der Prozess dokumentiert wurde.

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In der neuen Studie erstellten die Forscher ein “Pseudovirus”, das in der klassischen SARS-CoV-2-Krone aus Spike-Proteinen eingeschlossen war, jedoch keine tatsächlichen Viren enthielt. Die Exposition gegenüber diesem Pseudovirus schädigte die Lungen und Arterien in einem Tiermodell – ein Beweis dafür, dass das Spike-Protein allein ausreichte, um eine Krankheit auszulösen. Gewebeproben zeigten eine Entzündung in den Endothelzellen, die die Wände der Lungenarterie auskleiden.

Das Team wiederholte diesen Vorgang dann im Labor und setzte die gesunden Endothelzellen (die die Arterien auskleiden) dem stacheligen Protein aus. Sie zeigten, dass das Spike-Protein die Zellen durch Bindung an ACE2 schädigt. Diese Bindung störte die molekulare Signalübertragung von ACE2 an Mitochondrien (Organellen, die Energie für Zellen erzeugen) und verursachte Schäden und Fragmentierung der Mitochondrien.

Frühere Studien haben einen ähnlichen Effekt gezeigt, wenn Zellen SARS-CoV-2 ausgesetzt sind. Dies ist jedoch die erste Studie, die zeigt, dass Schäden auftreten, wenn Zellen allein dem Spike-Protein ausgesetzt sind.

“Wenn Sie das Fortpflanzungspotential des Virus entfernen, hat es immer noch eine erhebliche schädliche Wirkung auf die Blutgefäßzellen, einfach dank seiner Fähigkeit, an den ACE2-Rezeptor, den S-Protein-Rezeptor, zu binden, der jetzt dank COVID beliebt ist.” erklärt Manor. . “Weitere Studien mit mutierten Proteinen werden auch neue Erkenntnisse über die Infektion und den Schweregrad mutierter SARS-CoV-2-Viren liefern.”

Die Forscher hoffen dann, den Mechanismus, durch den das zerstörte ACE2-Protein die Mitochondrien schädigt und ihre Form ändert, genauer zu untersuchen.

Referenz: „SARS-CoV-2-Spike-Protein beeinträchtigt die Endothelfunktion durch Herunterregulierung von ACE 2“ von Yuyang Lei, Jiao Zhang, Cara R. Schiavon, Ming He, Lili Chen, Hui Shen, Yichi Zhang, Qian Yin, Yoshitake Cho und Leonardo Andrade, Gerald S. Shadle, Mark Hibokowski, Ting Li, Hongliang Wang, Jin Zhang, Jason X.-Ji Yuan, Atoll Malhotra, Uri Manor, Cheng Bing Wang, Zou Yi Yuan und Jun YJ Shi, 31. März 2021. Kreislaufforschung.
DOI: 10.1161 / CIRCRESAHA.121.318902

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Die anderen Autoren der Studie sind Yuyang Lei und Zu-Yi Yuan von der Jiaotong-Universität in Xi’an, China. Kara R. Schiaffon, Leonardo Andrade und Gerald S. Shadel von Salk; Ming Hee, Hui Shin, Yichi Zhang, Yoshitake Cho, Mark Hibokowski, Jason X. Yuan, Atul Malhotra und Jin Zhang von der University of California in San Diego; Lili Chen, Qian Yin, Ting Lei, Hongliang Wang und Shengpeng Wang vom Zentrum für Gesundheitswissenschaften der Xi’an Jiatong Universität in Xi’an, China.

Die Forschung wurde von den National Institutes of Health, der National Natural Science Foundation of China, dem Shaanxi Natural Science Fund, dem National Research and Development Program und dem ersten Krankenhaus der Xi’an Jiaotong University unterstützt. Und die Xi’an Jiaotong Universität.

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