Ученые обнаружили наиболее уязвимые для коронавируса типы человеческих клеток

Ученые обнаружили, какие виды клеток в организме человека могут быть наиболее восприимчивыми к заражению вирусом SARS-CoV-2, выявив предполагаемые мишени для патогена на основе типов белков, продуцируемых клетками.

Во время эпидемии атипичной пневмонии в начале 2000-х годов исследователи обнаружили, что вирус, официально обозначенный SARS-CoV, заражает клетки с помощью двух белков: рецептора, называемого ангиотензин-превращающим ферментом 2 (ACE2), который помогает вирусу связываться с клеткой, и фермента, называемого трансмембранной сериновой протеазой типа 2 (TMPRSS2), который опосредует инфекцию клетки.

Ранее в этом году ученые обнаружили, что SARS-CoV-2 — вызывающий COVID-19 — использует те же два белка, что дает исследователям важный ключ для выявления наиболее восприимчивых мишеней вируса на клеточном уровне: клетки дыхательных путей и ткани кишечника, которые экспрессируют как ACE2, так и TMPRSS2.

«Как только мы поняли, что роль этих белков была подтверждена биохимически, мы начали искать, где эти гены находятся в наших наборах данных», — говорит иммунолог Хосе Ордовас-Монтанес из Бостонской детской больницы.

В рамках огромной многоинституциональной работы, в которой участвовали десятки ученых, исследователи изучили множество наборов данных секвенирования РНК, собрав информацию о тысячах различных типов клеток у людей, приматов и мышей.

В частности, команда искала паттерны экспрессии генов для сотен типов клеток в легких, носовых проходах и кишечнике — областях тела, которые, как мы знаем, могут содержать SARS-CoV-2.

«Поскольку у нас есть эта информация, мы смогли начать изучать, какие клетки-мишени могут быть заражены», — говорит физик-химик Алекс Шалек из Массачусетского технологического института.

«Несмотря на то, что эти наборы данных не были специально собраны для изучения [SARS-CoV-2], мы надеемся, что это даст нам толчок для выявления некоторых вещей, которые могут иметь отношение к этому».

В конечном счете, анализ показал, что только небольшое количество человеческих дыхательных и кишечных клеток имеют гены, которые экспрессируют как ACE2, так и TMPRSS2.

Среди них были определены три основных типа клеток: клетки легких, называемые пневмоцитами типа 2 (которые помогают поддерживать воздушные мешки, известные как альвеолы); кишечные клетки, называемые энтероцитами, которые помогают организму усваивать питательные вещества; и бокаловидные клетки в носовом проходе, которые выделяют слизь.

Исследователи говорят, что знание типов клеток, которые являются наиболее очевидными мишенями, может оказать большую помощь в будущей работе, включая исследования по разработке потенциальных противовирусных препаратов для борьбы с пандемией.

Среди новых результатов команда также сделала удивительное открытие. Семейство иммунных белков, называемых интерферонами, которые обычно помогают организму бороться с инфекциями, стимулирует ген ACE2, который производит белок ACE2.

Почему остается неизвестным, но это означает, что один из естественных защитных механизмов нашего организма против патогенов, в данном случае, способствует распространению SARS-CoV-2, усиливая выработку рецептора, который вирус использует для цепляния к клеткам.

Это может быть примером хитрой эволюционной адаптации, хотя исследователи говорят, что предстоит еще много работы, чтобы выяснить все подробности.

Результаты представлены в Cell.

Источники: Фото: SARS-CoV-2 (оранжевый), выходящий с поверхности клеток. (NIAID-Р)