Οι ερευνητές καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο οι αεροπειρατείες του ιού SARS-COV-2 προκαλούν ζημιά στα ανθρώπινα πνευμονικά κύτταρα
Η έρευνά τους, που δημοσιεύθηκε στο διάσημο περιοδικό Molecular Cell, περιγράφει λεπτομερώς τη διαδικασία που δεν έχει δει ποτέ για το πώς ο ιός αναλαμβάνει τα μηχανήματα των πνευμόνων, καταβάλλει τις λειτουργίες τους και τις χρησιμοποιεί για να αναπαραχθεί, προκαλώντας τελικά εκτεταμένες βλάβες και κυτταρικό θάνατο.
Οι ερευνητές γνώριζαν από την προηγούμενη εργασία ότι ο ιός χρησιμοποιεί μηχανήματα ανθρώπινου κυττάρου, που ονομάζεται ενδοπλασματικό δίκτυο (ER), για να κάνει αντίγραφα του εαυτού του. Σε υγιή κύτταρα, το ER κάνει επίσης πρωτεΐνες και λιπίδια (λίπη) που απαιτούνται από το κύτταρο. Ωστόσο, ο τρόπος με τον οποίο ο ιός κερδίζει τον έλεγχο του ER - ουσιαστικά "το hijacking" αυτό - δεν ήταν σαφές.
Η ομάδα, με επικεφαλής τον Pei-Yong Shi, PhD, καθηγητή και πρόεδρο του Τμήματος Βιοχημείας και Μοριακής Βιολογίας στο McGovern Medical School στο Uthealth Houston, και με επικεφαλής τον Juan Jose Buey-Ramos, PhD, καθηγητή της Virology στο Τμήμα Infectiousies στο MD Anderson, χρησιμοποιήθηκε το Cuttting-Exing και άλλες τεχνικές στο Track's Track's Life Cycle-Ramos, κύτταρα.
Διαπίστωσαν ότι ο ιός προκαλεί το σχηματισμό εξειδικευμένων δομών μεμβράνης ER, που ονομάζονται σφαιρίδια. Αυτές οι σφαίρες γίνονται ο κόμβος και το επίκεντρο της ιογενούς μόλυνσης, όπου κατασκευάζονται οι ιογενείς πρωτεΐνες και συναρμολογούνται νέα αντίγραφα του ιού.
"Χρησιμοποιώντας προηγμένη μικροσκοπία και συσχετιστικό φως και ηλεκτρονική μικροσκοπία, διαπιστώσαμε ότι ο ιός επαναπρογραμματίζει τη μεμβράνη ER, αναγκάζοντας το κύτταρο να κάνει αυτά τα μοναδικά σφαιρίδια, τα οποία δρουν σαν μίνι εργοστάσια για να διευκολύνουν την αποτελεσματική ιική αντιγραφή", δήλωσε ο SHI, ο αντίστοιχος συγγραφέας. "Ήταν εκπληκτικό να δούμε την αξιοσημείωτη απόδοση και την ταχύτητα με την οποία ο ιός διαλύει το ER και το μετατρέπει στο κύριο κέντρο αναπαραγωγής του".
Οι σφαίρες σχηματίζονται γύρω από δύο ιικές πρωτεΐνες, που ονομάζονται NSP6 και NSP7. Αυτές οι πρωτεΐνες είναι απαραίτητες για την αντιγραφή του ιού και, όταν αναστέλλονται σε προηγούμενα πειράματα, μειώνουν σοβαρά την αντιγραφή του ιού.
Οι ερευνητές παρατήρησαν επίσης ότι η υπερβολική σφιγγομυελίνη, ένας τύπος λιπιδίων, συσσωρεύεται μέσα στις σφαιρίδες. Παρόλο που η ομάδα δεν κατανοεί πλήρως τον ρόλο της σφιγγομυελίνης, είναι γνωστό ότι ρυθμίζει την καμπυλότητα και τη ρευστότητα της μεμβράνης και είναι απαραίτητη για το σχηματισμό πολλών μικρών "κυστιδίων μεταφοράς" που οφείλονται από τα σφαιρίδια. Αυτά τα κυστίδια μεταφέρουν πρόσφατα συναρμολογημένο ιικό RNA σε κοντινά μη μολυσμένα κύτταρα, έτοιμα να ξεκινήσουν εκ νέου τη διαδικασία.
"Ο αξιοσημείωτος μετασχηματισμός που παρατηρήσαμε για το ER σε σφαιρίδια δεν έχει αναφερθεί για άλλους ιούς. Αυτή η άνευ προηγουμένου σφετερισμός και μετασχηματισμός του ξενιστή ER, μαζί με την παρουσία σφιγγομυελίνης, θα μπορούσε ενδεχομένως να στοχεύει για θεραπευτική παρέμβαση", δήλωσε ο Shi.
Απαιτούνται περαιτέρω μελέτες για την κατανόηση του ακριβούς ρόλου των σφαιρών και της σφιγγομυελίνης σε ιική αντιγραφή. Ωστόσο, αυτό το έργο παρέχει κρίσιμες νέες γνώσεις για την παθογένεση του ιού και τους δυνητικούς στόχους για την ανάπτυξη νέων αντιιικών φαρμάκων.
