Чи відіграє роль холестерин у COVID-19; Новини-Медичні
Нове дослідження, опубліковане на сервері препринтів bioRxiv * у травні 2020 року, свідчить про те, що вражаюче підвищена смертність у пацієнтів із COVID-19, які або старі, або також мають високий кров'яний тиск, діабет, серцево-судинні захворювання, обумовлена високим рівнем холестерину в тканинах. Це також вказує на роль здорової дієти, показуючи, що поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК) у крові протидіють дії холестерину і, отже, ризику серйозних симптомів COVID-19.
Різниця в інфекційності між дорослими та дітьми
Відомо, що важкий гострий респіраторний синдром коронавірусу 2 (SARS-CoV-2), який викликає хворобу COVID-19, інфікує та потрапляє в клітини хазяїна, використовуючи молекулу рецептора АСЕ2, яка знаходиться зовні мембрани клітини хазяїна. Спочатку вважалося, що низький рівень АСЕ2 у дітей спричиняє зниження ризику розвитку цього захворювання, але останні дослідження показують, що це не завжди є правдою. У деяких дітей у ранньому дитинстві спостерігається високий рівень АСЕ2.
Поточне дослідження має на меті відповісти на питання про те, що контролює надходження SARS-CoV-2 до клітини-господаря.
Роль холестерину у зараженні вірусом
Раніше дослідження вірусів SARS-CoV могли допомогти надати відповідь. Цей вірус потрапляє в клітину лише в присутності в культурі холестерину та монозіалотетрагексозилгангліозиду1 (GM1) у вигляді ліпідних плотів. Для утворення цих ліпідних плотів ГМ-1 необхідний холестерин, а віруси, що приєднуються тут, потрапляють у клітину шляхом ендоцитозу.
Ці плоти GM-1 мігрують із районів невпорядкованих ліпідів або поліненасичених жирів.
Холестерин - це жир, що міститься в клітинних мембранах по всьому тілу і відкладається в багатих на макрофаги тканинах із хронічним запаленням. При захворюваннях легенів спостерігається, що легеневі клітини, як і макрофаги, приймають і виводять холестерин. Отже, дослідження було зосереджено на виявленні взаємозв’язку між інфекційним потенціалом вірусу та концентрацією холестерину.
Холестерин сприяє потраплянню вірусів
Спочатку, використовуючи псевдовирус, що експресує білок spike (S) SARS-CoV-2, вони завантажували холестерин у культивовані клітини разом із білком-носієм апоЕ та сироваткою крові. Білок S відповідає за потрапляння вірусу. У зв’язаній з холестерином формі білок апоЕ зв’язується з рецептором ЛПНЩ клітини для завантаження холестерину в клітину. Якщо воно вільне, його зв’язування сприяє вивантаженню холестерину з клітини.
У стані завантаження холестерину зараження вірусом помітно збільшилось на 50%, тоді як у розвантаженому стані воно значно зменшилось. Додавання до клітинної культури хімічної речовини, що видаляє холестерин, під назвою метил-бета-циклодекстрин (MβCD), повторювало ефект інгібування вірусного вступу холестеринового розвантаження. Дослідники дійшли висновку, що відсутність проникнення вірусу при розвантаженні холестерину не пов'язана з відсутністю рецептора АСЕ2, оскільки останній експресувався при нормальних високих рівнях у присутності як apoE, так і MβCD.
Вказавши на холестеринозалежний проникнення вірусу, вони дослідили основні молекулярні механізми. Холестерин має важливе значення для кількості та розміру плотів GM1, а також для переміщення білків до плотів у клітинній мембрані та поза ними. Із збільшенням їх кількість вірусного вірусу також зростає.
Холестерин сприяє більшій доступності ACE2
Переміщення рецепторів АПФ2 до місця потрапляння вірусу також збільшується із збільшенням холестеринового навантаження. Щоб дізнатись, яка частина рецептора локалізована в цих місцях плоту, і наскільки це змінюється залежно від концентрації холестерину, вони використовували флуоресцентно мічені антитіла до АСЕ2 до клітин, оброблених апоЕ та сироваткою, та використовували dSTORM (пряма стохастична оптична реконструкційна мікроскопія) для отримання зображень ліпідної доменної структури на наномасштабі.
Дослідники виявили, що рецептори АСЕ2 корелювали з ліпідними плотами GM1 більш ніж у 3 рази в навантаженому стані клітини. Протилежний ефект (зменшення локалізації на плотах на 70%) спостерігався при додаванні MβCD. Таким чином, апоЕ-опосередковане навантаження холестерину викликає локалізацію АСЕ2 у точці потрапляння вірусу.
Чому COVID-19 набагато небезпечніший у старих та хворих?
Цей залежний від холестерину механізм локалізації АПФ2, а також потрапляння вірусу може бути причиною того, що COVID-19 набагато смертельніший у літніх людей. Рівень холестерину в тканинах зростає з віком внаслідок таких хронічних захворювань, як атеросклероз та інші гострі або хронічні запалення. Це ті самі стани, які виявляють збільшення тяжкості та ймовірності симптоматичного захворювання COVID-19.
Пов’язані історії
На основі цих висновків дослідники припускають, що холестерин є важливим для інфекції ГРВІ-CoV-2. Низький рівень холестерину забезпечує мало точок входу і зменшує їх розмір, як у дітей. Однак із старінням вищий рівень холестерину обумовлює кількість і розмір точок входу, що обумовлює набагато більшу ймовірність зараження.