Новое исследование показывает, что SARS-CoV-2 может быть более опасным, чем другие коронавирусы, потому что он снижает специфические микроРНК.

Эта перспектива опубликована в Американском журнале физиологии легких, клеточной и молекулярной физиологии .

Коронавирусы (CoV) - это вирусы с одноцепочечной РНК, которые эксперты первоначально считали относительно умеренными. К ним относятся вирусы, вызывающие простуду.

Однако исследователи перестали думать об этих вирусах как о легких после вспышек тяжелого острого респираторного коронавируса (SARS-CoV) в 2002 году, ближневосточного респираторного синдрома (MERS-CoV) в 2012 году и текущей глобальной пандемии COVID-19, для которой виноват тяжелый острый респираторный синдром - коронавирус 2 (SARS-CoV-2).

Ни SARS, ни вирус MERS не обладали высокой заразностью нового коронавируса, но оба были опасными, что привело к 774 и 866 смертельным случаям соответственно. Хотя в их последовательностях РНК есть сходство, они значительно различаются по способам заражения.

МикроРНК играют ключевую роль в иммунной защите организма от вирусов.

В настоящее время вакцины против SARS-CoV-2 нет. Исследования были сосредоточены на понимании патогенности вируса и, что важно, на восстановлении и усилении иммунитета пациентов. В настоящее время исследователи рассматривают инновационные подходы, такие как использование человеческих микроРНК (miRNA).

miRNA являются жизненно важными участниками иммунной защиты организма от вирусов. Это короткие некодирующие РНК, которые регулируют экспрессию генов посредством их комплементарного спаривания со специфическими информационными РНК клетки.

Захватывая и разрезая вирусную РНК, miRNA контролируют реакцию клетки, создавая противовирусный эффект. Однако вирусы также обладают способностью управлять сетями miRNA хозяина в соответствии со своими собственными правилами.

Когда микроРНК подавлены или их мало, вирус может более свободно реплицироваться, избегать иммунных реакций и увеличивать тяжесть заболевания.

SARS-CoV-2 может ингибировать микроРНК, что делает его более опасным вирусом

В текущем исследовании исследователи стремились ответить, почему эти вирусы так отличаются от обычно безвредных вирусов простуды.

Они выдвинули гипотезу, что вирус, вызывающий COVID-19, имеет сайты связывания для выбранных miRNA, которые отличаются от сайтов связывания miRNA на коронавирусах, вызывающих простуду.

Более патогенный вирус SARS-CoV-2 может, в частности, служить губкой miRNA, снижая уровни miRNA в клетках, чтобы сделать его более опасным коронавирусом человека.

Проанализировав текущую литературу и используя компьютерные биоинформатические методы, команда оценила потенциальные взаимодействия miRNA с геномом SARS-CoV-2 и искала возможные сайты-мишени miRNA для 896 последовательностей miRNA человека в семи различных геномах коронавируса.

Геномы включали в себя геномы трех патогенных коронавирусов - SARS-CoV-2, MERS-CoV и SARS-CoV - и четырех непатогенных коронавирусов.

Анализ показал, что количество сайтов-мишеней микроРНК было выше у патогенных вирусов, чем у непатогенных вирусов.

Кроме того, наборы микроРНК, на которые нацелены патогенные коронавирусы, отличались от тех, на которые нацелены непатогенные коронавирусы.

В частности, исследователи обнаружили набор из 28 miRNA, уникальных для SARS-CoV-2, а также наборы из 21 и 24 miRNA, уникальных для SARS-CoV и MERS-CoV, соответственно.

Специфические miRNA для SARS-CoV-2 распространены при других заболеваниях легких.

Дальнейший анализ 28 уникальных miRNA для COVID-19 показал, что большинство из этих miRNA значительно экспрессируются в эпителиальных клетках бронхов. Исследователи изучили их нарушение регуляции при заболеваниях легких человека, таких как туберкулез, муковисцидоз, хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) и рак легких.

В качестве механизма иммунной защиты эти miRNA запрограммированы так, чтобы клетки убивали себя, если они мутируют, заражаются или подвергаются стрессу.

Кроме того, девять из этих микроРНК, которые у SARS-CoV-2 потенциально «губки», могут помочь вирусу достичь вирусной нагрузки. «Следовательно, вирус COVID-19 - за счет потенциального сокращения пула miRNA хозяина - может способствовать выживанию инфицированных клеток и, следовательно, непрерывности его цикла репликации», - объясняют авторы.

Выводы

Авторы подробно остановились на том, как вирус размножается внутри инфицированной клетки, задействованных молекулярных путях и клеточных ответах на него.

Выводы исследователей «дополнительно [подтверждают] гипотезу о том, что патогенные коронавирусы человека, в том числе вирус COVID-19, используют миРНК хозяина для регулирования клеточных процессов, чтобы облегчить производство вирусного белка».

Ограничением исследования является то, что команда не учитывала индивидуальные различия в профилях miRNA людей, но восприимчивость к инфекции варьируется от человека к человеку. Например, степень тяжести заболевания и уровень смертности выше среди пожилых людей.

Недавнее исследование показывает , что у пациентов пожилого возраста, COVID-19 вирулентность может быть связанно с более низким количеством микроРНКа, что свидетельствует о том , что они играют определенную роль в тяжести заболевания. «Понимание этих типов различий между пациентами важно для разработки индивидуализированных противовирусных методов лечения», - отмечают авторы исследования.

Результаты этого исследования предоставили потенциальную новую стратегию лечения COVID-19. Синтетические миРНК могут способствовать восстановлению ключевых уровней миРНК, помогая им бороться с COVID-19.

Исследователи признают, что их «гипотеза потребует проверки, начиная с оценки этих уровней miRNA в инфицированных тканях и заканчивая восстановлением баланса miRNA хозяина с помощью аналогов miRNA».

«Кроме того, - добавляют они, - полное понимание того, как вирусы используют [эндоплазматический ретикулум] и путь [развернутый белковый ответ]], также может привести к новым терапевтическим стратегиям».