Біологічна правдоподібність взаємодії між харчовим жиром, ресвератролом, ACE2 та SARS-CoV

Center Nutrition, Santé et Société (NUTRISS) -Institut sur la Nutrition et les Aliments Fonctionnels (INAF), Університет Лаваль, Квебек, Квебек, Канада

Анотація

Клітинний рецептор ангіотензинперетворюючого ферменту-2 (АПФ2) відповідає за патогенез важкого гострого респіраторного синдрому коронавірусу 2 (SARS-CoV-2), впливаючи таким чином на вхід і кліренс вірусу. Дослідження демонструють, що регуляція ACE2 надає захисну дію на тяжкість ГРВІ-CoV-2. Більше того, дослідження на тваринах демонструють, що споживання їжі може змінюватися ACE2 експресія та функція гена. Високе споживання ресвератролу може виконувати захисну роль, підвищуючи регуляцію ACE2, тоді як велике споживання харчових жирів може відігравати шкідливу роль, знижуючи регулювання ACE2. Таким чином, ми постулюємо щодо біологічної правдоподібності взаємодій між харчовим жиром та/або ресвератролом та ACE2 генні варіації в модуляції тяжкості захворювання на ГРВІ-CoV-2. Ми закликаємо до дії дослідницьке співтовариство, щоб перевірити цю правдоподібну взаємодію на вибірці людей.

Коронавіруси важкого гострого респіраторного синдрому (SARS-CoV), включаючи оригінальний SARS-CoV (2003) та новий SARS-CoV-2 (2019), є високопатогенними вірусами, що складаються із структурних білків, включаючи колосок, мембрану, нуклеокапсид та оболонку білки (16, 39). Вісімдесят відсотків генетичної послідовності SARS-CoV (2003) ідентична SARS-CoV-2, вірусу, відповідальному за глобальну пандемію, спричинену інфекційною хворобою COVID-19. Патофізіологія CoV включає зв'язування рецепторів та протеоліз; ці процеси призводять до злиття вірусних клітин, як було детально описано в інших місцях (29). Ключовим компонентом вірусного патогенезу для ГРВІ-CoV є клітинний рецептор ангіотензинперетворюючого ферменту-2 (АПФ2) (23, 43).

Нові дослідження продемонстрували, що вживання їжі може вплинути на вираженість та функцію ACE2 ген (30, 41). Беручи до уваги наші знання про важливість ACE2 для патогенезу ГРВІ-CoV, разом із попередніми знаннями про вплив харчування на ACE2 Експресія та функція генів, метою цієї статті є представити докази біологічної правдоподібності взаємодій ген-дієта з ACE2 модулювання тяжкості захворювання на ГРВІ-CoV.

ACE2 та SARS-CoV.

З ACE2 як клітинним рецептором SARS-CoV, взаємодія між вірусом та ACE2 впливає на його вхід та кліренс (29, 45). ACE відповідає за розщеплення AngI до AngII (34, 37), і, слідуючи цьому процесу, ACE2 генерує Ang (16, 23, 29, 30, 39, 41, 43) з одного розщеплення залишків AngII, а потім діє як негативний регулятор (8). Це явище було продемонстровано на моделях мишей, тим самим порушуючи роботу мишей ACE2 ген призводить до підвищення рівня AngII (6). ACE2 приєднується до клітинних мембран легенів, артерій, серця, яєчок, нирок та кишечника (7, 8, 14). Клітини альвеолярного епітелію II типу легенів складають понад 80% клітин, що експресують АСЕ2 (45). ACE2 також сильно експресується на лімінальній поверхні епітеліальних клітин кишечника (15), що може підтвердити гіпотезу про те, що пандемія COVID-19, можливо, почалася з споживання інфікованої кажана.

Гострий респіраторний дистрес-синдром є формою гострої травми легенів, яка може виникнути в результаті ГРВІ-CoV (35). Враховуючи, що ACE2 є клітинним рецептором SARS-CoV, дослідження демонструють, що миші-нокаутери ACE2 стійкі до інфекцій SARS-CoV (17, 20). Хоча ACE2 необхідний для проникнення та реплікації клітин хазяїна SARS-CoV (17), він також важливий для прогресування захворювання, і було продемонстровано, що він відіграє центральну (захисну) роль у визначенні тяжкості симптомів гострого респіраторного дистрес-синдрому (18). Відповідно, дослідження на тваринних моделях демонструють, що тяжкість захворювання при гострій травмі легенів та гострому респіраторному дистрес-синдромі була значно важчою у мишей з ACE2 інактивований або нокаутований після зараження SARS-CoV порівняно з мишами дикого типу. У нокаутованих мишей, які втратили експресію АСЕ2 після зараження, спостерігалася підвищена проникність судин, посилення набряку легенів, накопичення нейтрофілів та погіршення функції легенів. Коли цих мишей потім обробляли каталітично активним рекомбінантним білком АСЕ2, ці симптоми покращувались (18). Декілька інших досліджень також продемонстрували терапевтичний ефект лікування АПФ2 при гострій травмі легенів (1, 4, 27).

Таким чином, клітинний рецептор ACE2 був запропонований як ключова мішень для терапевтичного лікування ГРВІ-CoV (41, 43). Вірус має сильну спорідненість до АСЕ2 людини (22), а АСЕ2 необхідний для проникнення клітин господаря та реплікації вірусу (43). Після зараження ГРВІ-CoV експресія ACE2 знижена (20), що може відігравати причинно-наслідкову роль у патогенезі та прогресуванні захворювання (17). Загалом, активність ACE2 захищає від патогенезу ГРВІ-CoV.