Белок ace 2 у кого его больше
Обновлено: 05.07.2024
Тяжелые случаи COVID-19 чаще встречаются среди пациентов старше 55 лет или же с сопутствующими заболеваниями, например, с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Причины этого до сих пор неясны, однако ученые предполагают, что определенную роль играет мембранный белок ACE2, присутствующий в том числе на поверхности эпителиальных клеток дыхательных путей. Именно этот белок использует SARS-CoV-2, чтобы проникнуть в клетку.
Ученые взяли образцы легочного эпителия у 21 пациента с ХОБЛ и 21 без ХОБЛ; все пациенты были старше 18 лет; курильщики составили 24% участников. Транскриптомный анализ показал, что экспрессия ACE2 значительно выше у пациентов с ХОБЛ. Более того, на нее влияло и курение: самая высокая экспрессия белка наблюдалась у активных курильщиков, средний уровень — у бывших курильщиков, а самая низкая — у никогда не куривших людей. Также была обнаружена отрицательная корреляция экспрессии ACE2 с объемом форсированного выдоха за 1 секунду.
Полученные результаты авторы проверили на двух других доступных выборках (более 200 человек в каждой). В обоих случаях у курильщиков наблюдалась повышенная экспрессия ACE2 по сравнению с некурильщиками и бывшими курильщиками.
ACE2 присутствует в эпителии как верхних, так и нижних дыхательных путей, в миокарде и других тканях. Изменение его экспрессии может объяснить высокую летальность COVID-19 среди людей с ХОБЛ и хроническими сердечно-сосудистыми заболеваниями.
В работе впервые продемонстрировано увеличение экспрессии ACE2 при курении у людей. Полученные данные соответствуют результатам предыдущих исследований на животных. Авторы особо подчеркивают схожие уровни экспрессии ACE2 у бывших курильщиков и людей, которые никогда не курили. Как говорит руководитель исследования доктор Дженис Льюнг, «никогда еще не было более подходящего момента, чтобы бросить курить».
Источник
Интерфероны увеличивают выработку белка ACE2 — рецептора для коронавируса
Международная группа ученых получила новую информацию о том, в каких клетках вырабатываются белки, необходимые новому коронавирусу SARS-CoV-2 для инфекции, и подтвердила экспериментально, что интерфероны повышают экспрессию рецептора ACE2, с которым связывается этот вирус. Возможно, это означает, что нормальный ответ на инфекцию облегчает коронавирусу проникновение в клетку.
MMDB | Nucleic Acids Res. 2014 DOI: 10.1093/nar/gkt1208.
SARS-CoV-2, как и SARS-CoV, вызывающий атипичную пневмонию, используют ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE2), как рецептор для проникновения в клетки человека. Инфекции способствуют клеточные протеазы — трансмембранная сериновая протеаза TMPRSS2, сериновая протеаза фурин и рН-чувствительная эндосомная протеаза СTSL. Протеазы процессируют (разрезают) S-белок, который связывается с ACE-2. Множество исследователей по всему миру изучают, как, когда и в клетках каких тканей экспрессируются эти белки (подробнее на PCR.news).
Авторы другого исследования, опубликованного в виде препринта на сайте Cell, тоже выясняли, какие клетки дыхательной и кишечной ткани экспрессируют одновременно ACE2 и TMPRSS2, и также использовали РНК секвенирование единичных клеток, которое позволяет определить, какие гены активны в той или иной клетке в данный момент. Процент таких клеток оказался небольшим (3,8% клеток с совместной экспрессией АСЕ2 и TMPRSS2 и 6,7% с экспрессией АСЕ2). Больше всего их среди бокаловидных и реснитчатых клеток дыхательного эпителия, пневмоцитов II типа в легких и энтероцитов кишечника. Сходная картина наблюдалась у нечеловекообразных обезьян.
Обязательно ли ACE2 и TMPRSS2 должны находиться на одной клетке, чтобы она была поражена вирусом, или расщеплять рецептор могут протеазы, находящиеся в растворе, либо какая-то другая клеточная протеаза, — эти вопросы еще изучаются, отмечают авторы. Однако, поскольку время существования S-белка в организме ограничено, локализация этих белков на одной клетке может иметь большое значение.
Другое весьма значимое открытие авторов работы состоит в том, что активность гена ACE2 стимулируется интерферонами. Авторы показали в эксперименте in vitro, что интерфероны I типа и в меньшей степени II типа активируют синтез ACE2 в базальных клетках верхних дыхательных путей, потенциально создавая новые порталы для проникновения вируса. Что немаловажно, интерфероны входят в некоторые схемы лечения COVID-19, как стимуляторы иммунитета
При вирусных инфекциях, например, гриппе, в клетках верхних дыхательных путей тоже повышается экспрессия гена АСЕ2, что, вероятно, объясняется выработкой интерферонов. (Это авторы также проверили экспериментально, исследовав клетки в назальных смывах инфицированных и неинфицированных людей.)
«ACE2 также имеет решающее значение для защиты человека во время различных повреждений легких, — отмечает Хосе Ордовас-Монтаньес из Бостонской детской больницы, один из ведущих авторов работы. — Когда его становится больше, обычно это продуктивный ответ. Но поскольку вирус использует его как мишень, мы предлагаем гипотезу, что вирус может эксплуатировать нормальный защитный ответ. (…) Возможно, что у некоторых пациентов в зависимости от времени или дозы интерферон может сдержать вирус, в то время как у других интерферон способствует инфекции».
Полученные результаты могут вызвать ряд новых исследований в отношении ингибиторов ангиотензинпревращающих ферментов. Сейчас такие препараты используются для лечения гипертонии, которая, как известно, повышает вероятность более тяжелой формы COVID-19. Роль ACE-ингибиторов в развитии коронавирусной инфекции активно обсуждается.
У некоторых тяжелых больных COVID-19 развивается цитокиновый шторм — резкая, потенциально летальная реакция иммунной системы. «Возможно, наблюдаемый цитокиновый шторм вызван тем, что интерферон не смог ограничить распространение вируса, поэтому легкие начинают звать на помощь. Именно это мы сейчас и пытаемся понять», -—поясняет Хосе Ордовас-Монтаньес.
«Это были невероятные коллективные усилия — не только в Бостоне, но и вместе с коллегами по всему миру, которые поделились своими неопубликованными данными, чтобы сделать потенциально полезную информацию доступной как можно быстрее», —-отметил Алекс Шалек, из Массачусетского технологического института, второй ведущий автор.
С возрастом в клетках сердца повышается экспрессия белков — медиаторов коронавируса
Ученые показали, что экспрессия генов ACE2 и других белков, участвующих в инфицировании клетки вирусом SARS-CoV-2, в кардиомиоцитах повышается с возрастом. Это может служить одной из причин того, что у пожилых людей COVID-19 чаще дает осложнения на сердце.
Пожилой возраст повышает вероятность летального исхода COVID-19, а также частоту вызванных инфекцией сердечных заболеваний. Специалисты из Кембриджского университета, Университета Маастрихта, Каролинского института и Университета Осло предположили, что причина кроется в изменении экспрессии некоторых генов в клетках сердца с возрастом. Статья в виде предварительно одобренной публикации (journal pre-proof) вышла в журнале Journal of Molecular and Cellular Cardiology.
«По мере того, как развивалась пандемия COVID-19, мы получали все больше доказательств, что вирус SARS-CoV-2 атакует не только клетки легких, но и клетки сердца, и может вызывать сердечную недостаточность и другие заболевания сердца, которые усугубляются с возрастом», — говорит профессор Энтони Дэйвенпорт, ведущий автор статьи.
Ученые сфокусировались на белках, которые SARS-CoV-2 использует для проникновения в клетку. Это, прежде всего, рецептор ACE2 (ангиотензинпревращающий фермент 2), сериновая протеаза TMPRSS2, осуществляющая прайминг S-белка, протеаза фурин, а также катепсины L и B. Авторы исследования выдвинули гипотезу, что гены, кодирующие данные белки, в молодых и старых кардиомиоцитах экспрессируются неодинаково. Это может служить одной из причин того, что с возрастом при инфицировании SARS-CoV-2 сердце становится более уязвимым.
В работе исследовали аутопсийный материал умерших от COVID-19 пациентов. Кардиомиоциты выделили у пяти молодых (19–25 лет) и пяти пожилых (63–78 лет) мужчин. Экспрессию генов оценивали методом секвенирования РНК. Оказалось, что она увеличивается с возрастом; в большей степени это касается генов, кодирующих ACE2 и TMPRSS2, в меньшей степени — генов фурина и катепсинов. В итоге это приводит к тому, что у пожилых пациентов в кардиомиоцитах повышается уровень ключевых для инфицирования вирусом белков.
«Это делает старые кардиомиоциты более уязвимыми для повреждений, вызванных вирусом, и может быть одной из причин того, что возраст является фактором риска для пациентов с COVID-19», — говорит первый автор статьи доктор Эмма Робинсон из Университета Маастрихта.
Содержание в клетках некоторых из перечисленных выше белков можно понизить с помощью определенных лекарств. Например, противовоспалительный препарат камостат снижает уровень TMPRSS2 и блокирует проникновение SARS-CoV-2 в клетку in vitro.
Авторы отмечают, что в теме взаимосвязи COVID-19 с заболеваниями сердца остается еще множество вопросов, на которые предстоит ответить в будущих исследованиях. В частности, неясно, в какой степени осложнения на сердце провоцируются цитокиновым штормом.
Врачи установили, почему коронавирус не оставляет шансов курильщикам
Повышенная экспрессия белка АСЕ2 служит одной из основных причин наиболее сложной формы течения и высокого риска летального исхода от нового коронавируса у курильщиков. Об этом заявил специалист по генетике лаборатории Cold Spring Harbor Laboratory (Хантингтон, штат Нью-Йорк) Джейсон Шелцер по итогам проведенного исследования. Выводы ученого опубликованы в издании Developmental Cell.
Ангиотензин-превращающий фермент 2 (ACE2) представляет собой регуляторный белок, вирус SARS-CoV-2 использует его для проникновения в клетки человека.
Шелцер сравнил экспрессию гена ACE2 из эпителиальной ткани легких у людей, которые регулярно курили сигареты, и тех, кто никогда не курил.
- Выяснилось, что курение вызывало значительное увеличение производства ACE2 - в среднем на 30-55 процентов больше, чем у некурящих. У заядлых курильщиков уровень этого белка достигал максимальных значений. Это и дает представление, почему зависимые от сигарет люди, заболевшие COVID-19, имеют плохие клинические результаты, - сообщил ученый.
ACE2 экспрессируется так называемыми бокаловидными клетками, производящими слизь для защиты дыхательных путей от вдыхаемых раздражителей. То есть повышенная выработка данного белка является побочным продуктом защитной реакции организма. Кроме того, ангиотензин-превращающий фермент 2 усиленно производится при активации иммунной системы в ответ на SARS-CoV-2. Таким образом, по словам Шелцера, вирус создает своего рода замкнутый круг, который вместо защиты способствует распространению инфекции.
Ученый отметил, что при прекращении поступления в легкие сигаретного дыма производство ACE2 существенно замедляется, то есть влияние вредной зависимости можно обратить вспять.
Читайте также: