Пандемия COVID-19, когда более 125 миллионов человек инфицированы и почти 3 миллиона умерли, потрясла мир невероятным образом. Проблема усугубляется тем, что состояние пациентов варьируется от бессимптомного до дыхательной недостаточности и смерти. Новое исследование исследователей CiRA показывает, как iPS-клетки могут быть использованы для изучения инфекции, вызванной тяжелым острым респираторным синдромом, коронавирусом-2 (SARS-CoV-2), выявляя гендерные различия, наблюдаемые при этом заболевании.
Один из разрушительных аспектов COVID-19 – его непредсказуемость. Неизвестное число инфицированных людей протекает бессимптомно, а симптомы у тех, у кого действительно проявляются, варьируются от легких до тяжелых.
"Возраст, сопутствующие заболевания и генетические факторы относятся к разной степени тяжести. Одним из основных препятствий на пути к лечению является прогнозирование состояния пациента при заражении," объяснил младший доцент Кадзуо Такаяма, который руководил исследованием.
COVID-19 является результатом заражения клеток SARS-CoV-2. Глобальные научные исследования показали, что вирус проникает в клетки человека через фермент, известный как ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE2). Этот фермент естественным образом обнаружен во многих типах клеток, в том числе в органах, наиболее чувствительных к заболеванию, а именно в легких.
Такаяма входит в большую группу CiRA, которая использует iPS-клетки для изучения COVID-19. В то время как клетки легких восприимчивы к инфекции из-за высокой экспрессии ACE2, то же самое нельзя сказать о iPS-клетках, которые экспрессируют ACE2 меньше.
Поэтому его исследовательская группа изменила экспрессию ACE2 на iPS-клетках, чтобы повысить уровень инфицирования. Интересно, что хотя количество ACE2 было примерно одинаковым, SARS-CoV-2 имел склонность инфицировать клетки доноров-мужчин, чем доноров-женщин.
"Мы не уверены, что это означает, кроме того, что существует некоторый гендерный риск, связанный с заболеванием, что мы видели у населения в целом," сказал исследователь Эми Сано, первый автор исследования.
"Мы заметили, что мужские клетки имеют тенденцию экспрессировать больше TMPRSS2 [трансмембранная протеаза, серин 2]. Этот фермент также был идентифицирован как механизм заражения SARS-2," она продолжила.
Обнаружив, что ACE2 увеличивает риск заражения, ученые затем изучили, могут ли восемь препаратов, рассматриваемых для лечения COVID-19, блокировать инфекцию.
Среди них Ремдесивир, который проходит клинические испытания, лучше всех предотвращал проникновение вируса в iPS-клетки. С другой стороны, хлорохин, противомалярийный препарат, не показал положительного эффекта.
Известно, что два других препарата, оказывающих положительное действие, Камостат и Нафамостат, ингибируют TMPRSS2.
"Одна из наших целей в CiRA – показать, что iPS-клетки можно использовать для поиска кандидатов в лекарства. Это важное доказательство правильности концепции," сказал Такаяма.