COVID-19 verursacht laut Forschungsergebnissen eine “unerwartete” Zellreaktion in der Lunge

COVID-19 verursacht laut Forschungsergebnissen eine
Wissenschaftler haben eine überraschende Reaktion in Lungenzellen entdeckt, die mit dem SARS-CoV-2-Virus infiziert sind, was erklären könnte, warum die Krankheit so schwer zu behandeln ist. “Das war völlig unerwartet,” sagt Purdue-Wissenschaftler Majid Kazemian, der die Forschung leitete. Die Forscher schlagen vor, ein neues Arzneimittelpaar zu testen, um die Krankheit zu bekämpfen. Bildnachweis: Purdue University / Rebecca McElhoe

Neue Erkenntnisse über die Immunantwort auf SARS-CoV-2-Infektionen könnten zu besseren Behandlungen für COVID-19-Fälle führen.

Ein internationales Forscherteam fand unerwartet heraus, dass ein biochemischer Weg, der als Immunkomplementsystem bekannt ist, in Lungenzellen durch das Virus ausgelöst wird, was erklären könnte, warum die Krankheit so schwer zu behandeln ist. Die Forschung wird diese Woche in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche Immunologie.

Die Forscher schlagen vor, dass die Paarung von antiviralen Arzneimitteln mit Arzneimitteln, die diesen Prozess hemmen, wirksamer sein könnte. Unter Verwendung eines In-vitro-Modells unter Verwendung menschlicher Lungenzellen fanden sie heraus, dass das antivirale Medikament Remdesivir in Kombination mit dem Medikament Ruxolitinib diese Komplementreaktion inhibierte.

Dies trotz der jüngsten Beweise, dass Studien zur alleinigen Anwendung von Ruxolitinib zur Behandlung von COVID-19 nicht vielversprechend waren.

Majid Kazemian, Assistenzprofessor in den Abteilungen für Informatik und Biochemie an der Purdue University, sagte, das Forschungsteam habe mehr als 1.600 zuvor von der FDA zugelassene Medikamente mit bekannten Zielen untersucht, um mögliche Wirkstoffziele zu identifizieren.

“Wir haben uns die Gene angesehen, die durch COVID-19 hochreguliert, aber durch bestimmte Medikamente herunterreguliert werden, und Ruxolitinib war das Top-Medikament mit dieser Eigenschaft.” er sagte.

In den letzten Jahren haben Wissenschaftler entdeckt, dass das Immunkomplementsystem – ein komplexes System kleiner Proteine, die von der Leber produziert werden und die Antikörper des Körpers im Kampf gegen durch Blut übertragene Krankheitserreger unterstützen oder ergänzen – nicht nur in Zellen, sondern auch in Zellen wirken kann im Blutkreislauf.

Überraschenderweise fand die Studie heraus, dass diese Reaktion in Zellen der kleinen Strukturen in der Lunge ausgelöst wird, die als Alveolen bekannt sind, sagte Kazemian.

“Wir beobachteten, dass eine SARS-CoV2-Infektion dieser Lungenzellen die Expression eines aktivierten Komplementsystems auf beispiellose Weise verursacht.” Kazemian sagte. “Dies war für uns völlig unerwartet, da wir nicht über die Aktivierung dieses Systems innerhalb der Zellen oder zumindest nicht über Lungenzellen nachdachten. Wir denken normalerweise an die Komplementquelle als die Leber.”

Claudia Kemper, leitende Forscherin und Leiterin der Abteilung für Komplement- und Entzündungsforschung der National Institutes of Health, war eine der ersten, die neue Rollen des Komplementsystems im Immunsystem charakterisierte. Sie stimmte zu, dass diese neuesten Erkenntnisse überraschend sind.

“Das Komplementsystem wird traditionell als ein aus der Leber stammendes und durchblutetes Sentinel-System angesehen, das den Wirt vor Infektionen durch Bakterien, Pilze und Viren schützt.” Sie sagte. “Es ist unerwartet, dass sich dieses System bei einer SARS-CoV2-Infektion eher gegen den Wirt wendet und zur schädlichen Gewebeentzündung beiträgt, die bei schwerem COVID-19 beobachtet wird. Wir müssen über die Modulation dieses intrazellulären, lokalen Komplements nachdenken, wenn wir COVID-19 bekämpfen.”

Dr. Ben Afzali, ein Earl Stadtman-Ermittler des Nationalen Instituts für Diabetes und Verdauungs- und Nierenerkrankungen des National Institute of Health, sagte, es gebe jetzt Hinweise darauf, dass dies Auswirkungen auf Schwierigkeiten bei der Behandlung von COVID-19 habe.

“Diese Ergebnisse liefern wichtige Beweise dafür, dass nicht nur komplementbezogene Gene zu den wichtigsten durch SARS-CoV2 in infizierten Zellen induzierten Signalwegen gehören, sondern auch, dass die Aktivierung des Komplements innerhalb von Lungenepithelzellen erfolgt, dh lokal, wo eine Infektion vorliegt.” er sagte.

“Dies könnte erklären, warum das Targeting des Komplementsystems außerhalb der Zellen und im Kreislauf bei COVID-19 im Allgemeinen enttäuschend war. Wir sollten wahrscheinlich in Betracht ziehen, Inhibitoren der Komplement-Gentranskription oder der Komplement-Protein-Aktivierung zu verwenden, die zellpermeabel sind und stattdessen intrazellulär wirken.”

Afzali warnt davor, dass geeignete klinische Studien durchgeführt werden sollten, um festzustellen, ob eine Kombinationsbehandlung einen Überlebensvorteil bietet.

“Der zweite Befund, den ich für wichtig halte, ist, dass die Daten einen potenziellen Nutzen für Patienten mit schwerem COVID-19 durch die kombinatorische Verwendung eines antiviralen Wirkstoffs zusammen mit einem Wirkstoff nahe legen, der weitgehend auf die Komplementproduktion oder -aktivierung in infizierten Zellen abzielt.” er sagte. “Diese Daten sind vielversprechend, aber es ist wichtig anzuerkennen, dass wir die Arzneimittelbehandlungsexperimente in mit SARS-CoV2 infizierten Zelllinien durchgeführt haben. Daher sollten sie an und für sich nicht zur direkten Behandlung von Patienten verwendet werden.”

Kemper fügte hinzu, dass die unerwarteten Ergebnisse weitere Fragen aufwerfen.

“Ein derzeit unerforschter und möglicherweise therapeutisch interessanter Aspekt unserer Beobachtungen ist auch, ob das Virus die lokale Komplementerzeugung und -aktivierung zu seinem Vorteil nutzt, beispielsweise für die Prozesse, die der Zellinfektion und -replikation zugrunde liegen.” Sie sagte.


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Mehr Informationen:
Bingyu Yan et al., SARS-CoV-2 treibt die JAK1 / 2-abhängige lokale Komplementhyperaktivierung an, Wissenschaftliche Immunologie (2021). DOI: 10.1126 / sciimmunol.abg0833

Journalinformationen:
Wissenschaftliche Immunologie

Bereitgestellt von der Purdue University

Zitat: COVID-19 verursacht eine “unerwartete” zelluläre Reaktion in der Lunge, Forschungsergebnisse (2021, 8. April), abgerufen am 9. April 2021 von https://medicalxpress.com/news/2021-04-covid-unexpected-cellular-response-lungs .html

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