Da bi SARS-CoV-2 napao ćeliju potreban mu je holesterol, tvrde naučnici i ističu ulogu statina

Ljudi koji uzimaju lekove za snižavanje holesterola mogu proći bolje od ostalih ukoliko se zaraze novim korona virusom, pokazuje najnovije američko istraživanje koje očekuje potvrdu naučne zajednice. Nova studija nagoveštava i zašto – virus se oslanja na molekul masti da bi prošao zaštitnu membranu ćelije. Da bi izazvao covid 19, virus SARS-CoV-2 mora da se probije u ljudske ćelije, a za to mu je potreban saučesnik. Holesterol, jedinjenje poznatije po tome što dovodi do začepljenja arterija, pomaže virusu da otvori ćelije i prodre unutra. Do ovog saznanja došli su naučnici laboratorije koji vodi  istraživač Clifford Brangvinne sa američkog Medicinskog instituta Hovard Hughes (HHMI).

Veza holesterola i virusa čeka naučnu potvrdu

„Bez holesterola, virus ne može da se prodre kroz zaštitnu barijeru ćelije i da izazove infekciju“, izvestio je o svom radu  tim naučnika u preprintu, (verziji naučnog rada koji prethodi finalnoj verziji), a objavljen je na platformi bioRkiv. Istraživanje bazirano na ekperimentu u kojem je ponovo stvoren rani stadijum infekcije u ćelijama uzgajanim u laboratoriji, još nije prošlo kroz postupak naučnog provere drugih kompetentnih kolega.

– Holesterol je sastavni deo membrana koje okružuju ćelije i neke viruse, uključujući SARS-CoV-2. Naš rezultat istraživanja mogao bi da bude u razlog boljih zdravstvenih rezultata uočenih kod pacijenata sa covid 19 koji uzimaju lekove za snižavanje holesterola poznate kao statini – kaže Brangvinne, biofizički inženjer sa Univerziteta Princeton.

Iako naučnici još nisu utvrdili odgovoran mehanizam, ova i još jedna studija objavljena prošle jeseni pokazuju da lekovi sprečavaju SARS-CoV-2 da uđe u ćelije tako što mu uskraćuju holesterol.

Otkriće važno za lečenje c0vid 19

– Ovo otkriće važnosti holesterola moglo bi da pomogne naučnicima da razviju nove načine za lečenje covid 19 sve dok se većina ljudi ne vakciniše – kaže Brangvinne.

Rad takođe može da baci novo svetlo na  čudnu osobinu bolesti: stvaranje džinovskih, složenih ćelija koje se nalaze u plućima pacijenata sa covid 19. U svojim eksperimentima naučnici su videli kako se slične mega ćelije pojavljuju pod mikroskopom.

Imitirajući virusnu infekciju

Pre pandemije, tim ovog naučnika proučavao je fizičke sile koje organizuju molekule unutar ćelija. Ali u proleće 2020. godine, naučnici njegove laboratorije, kao i mnoge druge širom sveta, preusmerili su pažnju i počeli da usavršavaju svoja biološka znanja za proučavanje  SARS-CoV-2. Naučnici su počeli da istražuju kako virusni i humani proteini međusobno deluju i kako ta interakcija omogućava SARS-CoV-2 da uđe u ćelije.

– Mi nismo laboratorija za virusologiju, nikada ranije nismo radili u ovoj oblasti, pa smo počeli da razmišljamo o pristupima koje smo razvili i koje bismo mogli da koristimo – kaže Brangvinne.

Da bi imitirali SARS-CoV-2 infekciju, njegov tim je projektovao takve ćelije koje sadrže jedan od dva molekula, bilo virusni „protein spike“(šiljak) ili humani ACE2 protein. (Da bi izazvao infekciju, virus mora spojiti svoju membranu sa ćelijskom membranom. Ovaj proces započinje kada spike proteini dostignu svoj ćelijski cilj –  ACE2.)

U laboratoriji su istraživači posmatrali kako ćelije dobijene u laboratoriji uzgajaju ove proteine. Prvo su sićušni pipci izronili iz ćelija sa ACE2 i zalepili se kako bi prilepili proteine na obližnje ćelije. U tim tačkama, dve ćelijske membrane su se stopile i stvorile otvore, ostavljajući sadržaj ćelija da se meša. Na kraju, dve ćelije su se stopile – slično onome kako naučnici očekuju da se virus stapa sa ćelijom da je zarazi.

Istraživači su projektovali ćelije da nose protein (zeleni) iz SARS-CoV-2 ili njegovu humanu metu ACE2 (magenta). Kada su blizu jedna drugoj, membrane ćelija su se stopile. Istraživači misle da sličan proces omogućava virusu da sklizne u ćelije Foto: HHMI/youtube/printskrin

Istraživači, među kojima su David Sanders iz Princetona, Chanelle Jumper i Paul Ackerman, pokušali su da poremete ovo spajanje ćelija. Koristeći automatizovani sistem, testirali su efekte oko 6.000 jedinjenja, kao i više od 30 podešavanja proteina šiljaka. Ovi eksperimenti i drugi pokazali su da ukoliko membrani SARS-CoV-2 nedostaje holesterol, virus ne može da uđe u ciljnu ćeliju.

Ovo nije prvi dokaz vezan za uloga holesterola u infekciji. Prethodna studija grupe sa Univerziteta u Kaliforniji u San Dijegu otkrila je da imunološki odgovor organizma na virus proizvodi jedinjenje koje iscrpljuje holesterol – ali u ovom slučaju iz sopstvene membrane ćelije, a ne virusa.

– Holesterol je vrlo dobro proučavan kao važan faktor u velikom broju virusnih infekcija. Nije jasno kako holesterol pomaže SARS-CoV-2, ali razumevanje tog procesa moglo bi da pruži tragove o biologiji infekcije – kaže Peter Kasson, naučnik sa Univerziteta u Virginiji koji proučava fizičke mehanizme virusnih bolesti.

Očigledno blagotvorno dejstvo statina proteže se i na druge virusne infekcije. Neka istraživanja, kaže Kasson, pokazuju da ovi lekovi oštećuju virus gripa lišavajući ga holesterola. Ali to možda nije jedini način na koji lekovi mogu promeniti tok virusnih infekcija. Malo je komplikovano, jer statini takođe modifikuju imunološki odgovor.

Tajanstvene mega ćelije

Za vreme izvođenja eksperimenata, tim je primetio nešto čudno. Ćelije su nastavile da se gutaju, prosipajući njihov sadržaj poput jaja ispucanih u činiju. Jedinjenja ćelijea, poznate kao sincicijum (mnogojedarna protoplazmatična masa koja nastaje spajanjem
mnogih odvojenih ćelija, prilikom čega nestaju njihove ćelijske membrane), koje su se pojavile pod mikroskopom, podsećaju na one koje se nalaze u zdravim tkivima, poput mišića i placente, i kod nekih virusnih bolesti.

– Ljudi su već znali da će virus covid-19 stvoriti sincicijum, ali istraživači su bili u mogućnosti da predivno vizualizuju proces. Fuzija ćelijskih ćelija je sama po sebi zaista nedovoljno proučavano područje u biologiji. Eksperimenti verovatno ilustruju kako se formiraju mega ćelije pronađene u plućima pacijenata. Stvaranje sincicijuma može biti veoma štetno u slučaju covid 19, jer može uništiti plućno tkivo i uzrokovati smrt – kaže Jennifer Lippincott-Schvartz, viša vođa grupe u istraživačkom centru Janelia HHMI, koja nije bila uključena u istraživanje.

Brangvinne navodi da još nije jasno da li sincicijum igra glavnu ulogu u napredovanju covid 19. Ali, kako piše u preprintu naučnika, otkriće doprinosa holesterola moglo bi pomoći u daljoj borbi protiv bolesti.