Η βλάβη του DNA σε μεγαλύτερη ηλικία αυξάνει την έκφραση του ACE2 και τον κίνδυνο μόλυνσης από SARS-CoV-2

ένα νέο Κύτταρο γήρανσης Η μειωμένη ικανότητα επιδιόρθωσης του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος (DNA) μεταξύ των ηλικιωμένων αυξάνει την έκφραση του υποδοχέα του μετατρεπτικού ενζύμου 2 (ACE2) της αγγειοτενσίνης, ο οποίος απαιτείται από το οξύ αναπνευστικό σύνδρομο του κορωνοϊού 2 (SARS-CoV-2) για να εισέλθει στα κύτταρα που χρησιμοποιούνται. .

μελέτη: Η βλάβη του DNA συμβάλλει σε διαφορές που σχετίζονται με την ηλικία στη μόλυνση από SARS-CoV-2. Πίστωση εικόνας: Rost9 / Shutterstock.com

Ιστορικό

Ο SARS-CoV-2, το αιτιολογικό παθογόνο της νόσου του κοροναϊού 2019 (COVID-19), έχει μολύνει περισσότερους από 632 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως και έχει στοιχίσει περισσότερες από 6,58 εκατομμύρια ζωές μέχρι σήμερα. Από την έναρξη της πανδημίας COVID-19, η μόλυνση από τον SARS-CoV-2 έχει επηρεάσει δυσανάλογα τους ηλικιωμένους, οι οποίοι είναι πιο πιθανό να εμφανίσουν σοβαρά συμπτώματα και να πεθάνουν από τη νόσο.

Αρκετοί παράγοντες έχουν βρεθεί ότι επιταχύνουν την ανισότητα ως απάντηση στη μόλυνση από SARS-CoV-2 μεταξύ των ηλικιωμένων. Αυτές περιλαμβάνουν διαφορές στην ιική ευαισθησία μεταξύ των τύπων κυττάρων, την παρουσία συννοσηροτήτων, καθώς και τις ανοσολογικές αποκρίσεις και τις διαφορετικές ικανότητες των ατόμων να καταπολεμούν τις λοιμώξεις.

Η συσσώρευση βλάβης του DNA που σχετίζεται με την ηλικία είναι ένα εγγενές χαρακτηριστικό της γήρανσης. Επιπλέον, αρκετά στοιχεία υποδηλώνουν ότι ορισμένοι ιοί ριβονουκλεϊκού οξέος (RNA), όπως ο SARS-CoV-2, μπορούν να προκαλέσουν σημαντική βλάβη στο DNA ενεργοποιώντας την απόκριση βλάβης του DNA (DDR). Ένας συνδυασμός αυτών των παραγόντων διευκολύνει την αντιγραφή του ιού και αποδυναμώνει την ανοσολογική απόκριση ξενιστή-ξενιστή.

Η βλάβη του DNA δεν επιταχύνει απαραίτητα τη γήρανση του ανθρώπου. Ωστόσο, αρκετές ασθένειες που οδηγούν σε πρόωρη γήρανση σχετίζονται με αυξημένη συσσώρευση βλάβης του DNA λόγω γενετικών μεταλλάξεων που μεταβάλλουν τη διατήρηση της γονιδιωματικής ακεραιότητας.

Σχετικά με τη μελέτη

Στην παρούσα μελέτη, οι ερευνητές διερευνούν εάν η καταστολή της DDR ή η βελτίωση των δυνατοτήτων επιδιόρθωσης του DNA στους ανθρώπους μπορεί να μειώσει το ιικό φορτίο και τη βλάβη των ιστών που προκαλείται από τη μόλυνση από SARS-CoV-2.

Σε αυτό το πείραμα, τα κύτταρα Calu-3-Rluc, τα οποία είναι κύτταρα Calu-3 που εκφράζουν τη Ρενίλλα-λουσιφεράση, εκτέθηκαν σε ακτινοβολία ακτινοβολίας γάμμα (IR) για να προκαλέσουν βλάβη στο DNA. Σε διαφορετικές ημέρες μετά την IR, τα κύτταρα μολύνθηκαν με εικονικό φακοϊό με πρωτεΐνη SARS-CoV-2 spike (S), SARS-CoV, κορωνοϊό αναπνευστικού συνδρόμου Μέσης Ανατολής (MERS-CoV) ή πρωτεΐνη G του ιού της φυσαλιδώδους στοματίτιδας (VSV). .

Το γονίδιο της λουσιφεράσης της πυγολαμπίδας (Fluc) εισήχθη σε αυτόν τον ψευδοϊό και η είσοδός του ελέγχθηκε τρεις ημέρες μετά τη μόλυνση από τον ιό χρησιμοποιώντας τη δοκιμή δραστηριότητας λουσιφεράσης. Τα κύτταρα Caco-2-Rluc υποβλήθηκαν σε επεξεργασία με τους αναστολείς DDR καφεΐνης, KU55933 ή VE-822 για να προσδιοριστεί η λειτουργική εξειδίκευση της βλάβης του DNA στην είσοδο του ιού. Στη συνέχεια, διερευνήθηκε ο ρόλος του c-Jun στην είσοδο του ιού που προκαλείται από βλάβη στο DNA.

Τα κύτταρα Calu-3-sgTERC δημιουργήθηκαν με διαγραφή του γονιδίου TERC με τη μεσολάβηση CRISPR-Cas9, το οποίο κωδικοποιεί ένα πρότυπο RNA για αντιγραφή τελομερών με τελομεράση. Να μελετήσει την επίδραση της βλάβης του DNA in vivoΟι ερευνητές έκαναν ένεση IR σε νεαρά ποντίκια οκτώ εβδομάδων και VE-822 σε μεγαλύτερα ποντίκια ηλικίας 12 μηνών.

Κλινικές ενδείξεις του ρόλου του DDR στους ηλικιωμένους που σχετίζονται με τη μόλυνση από SARS-CoV-2 πραγματοποιήθηκαν εξετάζοντας την έκφραση του ACE2, της φωσφορυλιωμένης ιστόνης 2AX (γH2AX) και του αντισώματος pc-Jun σε υγιείς ανθρώπινους ιστούς λεπτού εντέρου. Αυτοί οι ιστοί απομονώθηκαν από ηλικιωμένους ασθενείς και ιστοί εξήχθησαν από καρκίνο του στομάχου ή του ορθού σε νεότερους ασθενείς.

Για να εξουδετερώσουν την αυξημένη ευπάθεια των κατεστραμμένων από το DNA κυττάρων στη μόλυνση από SARS-CoV-2, οι ερευνητές αντιμετώπισαν κύτταρα με μονονουκλεοτίδιο νικοτιναμιδίου (NMN) και MDL-800, το τελευταίο από τα οποία βελτιώνει τη γονιδιωματική σταθερότητα για την προώθηση της επιδιόρθωσης του DNA.

Ευρήματα μελέτης

Τα επίπεδα έκφρασης του ACE2 και του SARS-CoV-2 αυξήθηκαν με τη συσσώρευση βλάβης του DNA που σχετίζεται με την ηλικία μέσω της ανοδικής ρύθμισης του c-Jun. Η βλάβη του DNA διευκολύνει τη μόλυνση από SARS-CoV-2. Επομένως, η αναστολή της DDR μειώνει την επίδρασή της. Η βλάβη του DNA κατέστειλε την έκφραση του ACE2, επίσης Μέσα στο σφαγείο Και in vivo Ιογενείς λοιμώξεις στα κύτταρα ξενιστές, αναστέλλοντας την οδό DDR

Το ιικό φορτίο SARS-CoV-2 και η βλάβη στους πνεύμονες μπορούν να μειωθούν αναστέλλοντας το DDR της διαδικασίας γήρανσης. Τα κύτταρα με υποδοχείς ACE2 (ACE2+) εξέφρασαν σημαντικά περισσότερο c-jun από τα κύτταρα ACE2-.

Η βάση δεδομένων αλληλεπίδρασης μονοπατιού (PID) αποκάλυψε ότι η πρωτεΐνη ενεργοποιητή 1 (AP-1) και ο ενεργοποιητής των οδών σηματοδότησης του μεταγραφικού παράγοντα 2 (ATF2) εμπλουτίστηκαν σημαντικά μεταξύ 73 ρυθμιζόμενων προς τα πάνω γονιδίων σε κύτταρα ACE2+ με βλεφαρίδες. Αυτά τα μονοπάτια συχνά ενεργοποιούνται από βλάβη του DNA, όπου το c-Jun παίζει σημαντικό ρόλο στη μεταγωγή σήματος. Λόγω αυτών των αποτελεσμάτων, καθιερώθηκε μια κλινική συσχέτιση μεταξύ της βλάβης του DNA, της έκφρασης c-Jun και ACE2 σε ανθρώπινους ιστούς.

Η μόλυνση από τον SARS-CoV-2 και η βλάβη των πνευμόνων μπορεί να βελτιωθούν με περαιτέρω θεραπεία του NMN in vivo. Επομένως, η θεραπεία NMN για τη θεραπεία του COVID-19 μπορεί να προτείνει μια νέα προσέγγιση, ειδικά κατά τη διαχείριση ηλικιωμένων ατόμων.

Το NMN είναι απίθανο να επιδιορθώσει τη βλάβη του DNA που προκαλείται από κατεστραμμένα τελομερή ή άλλη επίμονη βλάβη του DNA που προστατεύει τα γηρασμένα κύτταρα από κακοήθη μετασχηματισμό. Το NMN, σε συνδυασμό με σενολυτικά φάρμακα, μπορεί να προταθεί για την αναστολή του SARS-CoV-2 και τη μείωση της σοβαρότητας του COVID-19.

Leave a Comment