Η βιμεντίνη είναι ένας σημαντικός υποδοχέας για τη μόλυνση από τον SARS-CoV-2

πιο πρόσφατα iScience Η μελέτη του περιοδικού αναφέρει ότι η βιμεντίνη της κυτταρικής επιφάνειας δρα ως συν-υποδοχέας για την είσοδο του κοροναϊού 2 του οξέος αναπνευστικού συνδρόμου (SARS-CoV-2) στα κύτταρα ξενιστές για να διευκολύνει τη μόλυνση. Επομένως, η στόχευση της βιμεντίνης μπορεί να προσφέρει μια μοναδική στρατηγική για την πρόληψη της νόσου του κοροναϊού το 2019 (COVID-19).

μελέτη: Η βιμεντίνη είναι ένας σημαντικός υποδοχέας ACE2 για το SARS-COV-2 στα επιθηλιακά κύτταρα. Πίστωση εικόνας: Design_Cells / Shutterstock.com

Ιστορικό

Η εμφάνιση και η ταχεία εξάπλωση του SARS-CoV-2 έχει επηρεάσει σημαντικά την παγκόσμια υγεία και οικονομία. Από τις 2 Νοεμβρίου 2022, ο SARS-CoV-2 έχει μολύνει περισσότερους από 636 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως και έχει σκοτώσει περισσότερα από 6,59 εκατομμύρια.

Η είσοδος του SARS-CoV-2, ο οποίος είναι ένας μονόκλωνος ιός με περίβλημα ριβονουκλεϊκού οξέος (RNA), στα κύτταρα-ξενιστές είναι ένας βασικός παράγοντας για την παθογένεση λοιμώξεων και ασθενειών. Για το σκοπό αυτό, ο SARS-CoV-2 βασίζεται κυρίως στον τομέα δέσμευσης του υποδοχέα (RBD) στην πρωτεΐνη ακίδας για να συνδεθεί με τον υποδοχέα του μετατρεπτικού ενζύμου 2 της αγγειοτενσίνης της κυτταρικής επιφάνειας (ACE2) για ιική δέσμευση. Αυτό στη συνέχεια επιτρέπει στον ιό να εισέλθει στα ενδοσώματα και να συγχωνευθεί με τη μεμβράνη του ξενιστή-λυσοσωμικού.

Αν και το COVID-19 προκαλεί κυρίως αναπνευστικά συμπτώματα, το ACE2 σπάνια εκφράζεται σε όλη την αναπνευστική οδό. Αυτό υποδηλώνει ότι πρόσθετοι συμπαράγοντες μπορεί να αντισταθμίσουν και να ενεργοποιήσουν την αλληλεπίδραση πρωτεΐνης ακίδας και ξενιστή-υποδοχέα.

Η βιμεντίνη είναι μια κυτταροσκελετική πρωτεΐνη ενδιάμεσου νήματος τύπου III που εκφράζεται μέσα και στην επιφάνεια διαφόρων τύπων, συμπεριλαμβανομένων ινοβλαστών, ενδοθηλιακών κυττάρων, μακροφάγων, μελανοκυττάρων, κυττάρων Schwann και λεμφοκυττάρων. Πρόσφατα, ερευνητές ανέφεραν ότι η βιμεντίνη φαίνεται να αλληλεπιδρά με την πρωτεΐνη ακίδας του SARS-CoV-2.

Σχετικά με τη μελέτη

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια ποικιλία επιθηλιακών κυτταρικών σειρών, συμπεριλαμβανομένων των Vero E6, ανθρώπινων επιθηλιακών κυττάρων παχέος εντέρου (Caco-2) και ανθρώπινων κυψελιδικών βασικών επιθηλιακών κυττάρων (A549) για να προσδιορίσουν την έκφραση των ACE2, TMPRSS288 και vimentin. . Στη συνέχεια, οι ερευνητές διερεύνησαν εάν τα επίπεδα έκφρασης της βιμεντίνης και του ACE2 στα κύτταρα Vero E6, Caco-2 και A549 σχετίζονται με την είσοδο του SARS-CoV-2 στα κύτταρα.

Οι ερευνητές διερεύνησαν επίσης εάν η ιογενής λοίμωξη αλλάζει την έκφραση της βιμεντίνης στην κυτταρική επιφάνεια. Χρησιμοποιώντας ανάλυση western blot μετά τη μόλυνση από SARS-CoV-2, η βιμεντίνη στο υπερκείμενο του κυττάρου αξιολογήθηκε για συνεντοπισμό με SARS-CoV-2.

Το Vimentin αξιολογήθηκε επίσης για την ικανότητά του να αναστέλλει ιογενή μόλυνση με προεπεξεργασία των κυττάρων για 30 λεπτά με withafrin A (WFA), ένα στεροειδές λακτόνη που δεσμεύει και επάγει τη συσσώρευση βιμεντίνης. Μέσα στο σφαγείο. Η ποσοτική αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (qPCR) χρησιμοποιήθηκε για να ποσοτικοποιηθεί η συσσώρευση βιμεντίνης, ενώ ο ανοσοφθορισμός και η ομοεστιακή μικροσκοπία οραματίστηκαν τη διαδικασία.

Ευρήματα μελέτης

Τα επιθηλιακά κύτταρα εκφράζουν διαφορετικές ποσότητες βιμεντίνης και ACE2. Τα κύτταρα Vero E6, για παράδειγμα, εξέφρασαν υψηλότερα επίπεδα ACE2 σε σύγκριση με τα κύτταρα Caco-2 και A549. Αντίθετα, τόσο τα κύτταρα Vero E6 όσο και τα Caco-2 εξέφρασαν παρόμοια επίπεδα TMPRSS2, τα οποία ήταν σημαντικά υψηλότερα από την έκφραση της κυτταρικής επιφάνειας αυτής της πρωτεΐνης στα κύτταρα Α549.

Η βιμεντίνη εκφράστηκε σε πολύ χαμηλά επίπεδα στα κύτταρα Caco-2 σε σύγκριση με τα κύτταρα Vero E6 και A549. Σημειωτέον, τα κύτταρα Vero Ε6 έδειξαν υψηλότερο επίπεδο έκφρασης βιμεντίνης σε σύγκριση με τα κύτταρα Α549. Ωστόσο, η έκφραση της κυτταρικής επιφάνειας της βιμεντίνης ήταν υψηλότερη στα κύτταρα Α549.

Μετά τη μόλυνση με SARS-CoV-2, η πρόσληψη του ιού ήταν υψηλότερη στις επιφάνειες Vero E6 μεταξύ δέκα λεπτών και δύο ωρών. Αν και η πρόσληψη του SARS-CoV-2 στα κύτταρα Caco-2 ήταν παρόμοια υψηλή στα δέκα λεπτά, αυτά τα επίπεδα δεν αυξήθηκαν σε διάστημα δύο ωρών. Η πρόσληψη του SARS-CoV-2 στα κύτταρα A549 ήταν πολύ χαμηλότερη.

Συνολικά, αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η έκφραση της βιμεντίνης στην κυτταρική επιφάνεια μπορεί να συμβάλει στην ενισχυμένη πρόσληψη του SARS-CoV-2 στα κύτταρα Vero E6 σε σύγκριση με άλλες επιθηλιακές κυτταρικές σειρές. Περαιτέρω ανάλυση της μόλυνσης από SARS-CoV-2 σε κύτταρα Vero E6 έδειξε ότι η έκφραση της βιμεντίνης αυξήθηκε στην κυτταρική επιφάνεια μετά από τριάντα δύο λεπτά.

Εν τω μεταξύ, δεν υπήρξε αλληλεπίδραση μεταξύ βιμεντίνης και ACE2 σε μη μολυσμένα κύτταρα Vero E6, υποδηλώνοντας έτσι ότι η βιμεντίνη μπορεί να δρα ως συν-υποδοχέας για τη μόλυνση από SARS-CoV-2.

Η προκαταρκτική θεραπεία με WFA πριν από τη μόλυνση από SARS-CoV-2 σε κύτταρα Vero E6 δεν επηρέασε σημαντικά τον αναδιπλασιασμό του ιού στα κύτταρα. Αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι παρόλο που η βιμεντίνη προάγει τη μόλυνση των κυττάρων SARS-CoV-2, δεν είναι απαραίτητη για την αναπαραγωγή του ιού στα κύτταρα.

Ωστόσο, η προκαταρκτική θεραπεία με WFA μείωσε τον κυτταρικό θάνατο σε κύτταρα μολυσμένα με SARS-CoV-2, υποδηλώνοντας έτσι ότι η αναστολή της βιμεντίνης μπορεί να μειώσει τον κυτταρικό θάνατο που προκαλείται από τον ιό. Επιπλέον, η προ-αγωγή με αντι-βιμεντίνη μείωσε την έκφραση της ιντερλευκίνης-6 (IL-6) κατά 15 φορές, καθώς και τα CCL5 και CSCL10 κατά 10 φορές, υποδηλώνοντας έτσι ότι η αναστολή της βιμεντίνης μπορεί επίσης να περιορίσει τη φλεγμονώδη απόκριση. μόλυνση SARS-CoV-2.

Συγκεκριμένα, όταν αυτά τα πειράματα επαναλήφθηκαν με την παραλλαγή SARS-CoV-2 της Omicron, παρατηρήθηκαν παρόμοια αποτελέσματα. Επομένως, οι μεταλλάξεις στην πρωτεΐνη ακίδας Omicron δεν φαίνεται να επηρεάζουν την αλληλεπίδραση μεταξύ του SARS-CoV-2 και της βιμεντίνης κατά τη διάρκεια της μόλυνσης.

Αναφορά περιοδικού:

  • Arrindell, J., Abou Atmeh, Ρ., Jayet, L., et al. (2022). Η βιμεντίνη είναι ένας σημαντικός υποδοχέας ACE2 για το SARS-COV-2 στα επιθηλιακά κύτταρα. Επιστήμη. doi:10.1016/j.isci.2022.105463

Leave a Comment