Как известно, COVID-19 более опасен для пожилых людей. Они чаще испытывают серьезные симптомы заболевания, нуждаются в госпитализации, подвергаются более высокому риску смерти. Такая уязвимость пожилых людей перед вирусом SARS-CoV-2 имеет молекулярное объяснение, найти которое удалось группе итальянских и американских исследователей.
По мнению исследователей, причиной более тяжелого ответа пожилых людей на инфекцию может быть повышенная экспрессия клеточного рецептора AПФ2, который необходим для проникновения вируса в клетки. Они экспериментально доказали, что она положительно связана с возрастом пациентов, другими словами количество этих рецепторов выше у пожилых людей и пожилых мышей по сравнению с более молодыми.
В то же время более низкая экспрессия AПФ2 у детей по сравнению со взрослыми может объяснить, почему COVID-19 менее распространен у детей. Следовательно, экспрессия и распределение рецептора АПФ2 могут иметь значение для прогрессирования COVID-19.
Результаты нового международного исследования показали, что у стареющих мышей и людей экспрессия белка АПФ2 повышена как в носовом эпителии, являющимся первой точкой контакта с SARS-CoV-2, так и в легких – главном органе-мишени вируса. Именно пневмония является наиболее частым осложнением у пациентов с COVID-19, встречаемость которого составляет 91%.
Чтобы раскрыть молекулярный механизм, лежащий в основе активации АПФ2 во время старения, исследователи обратились к моделям in vitro и in vivo, которые воспроизводят некоторые ключевые аспекты старения. Как известно, старение у разных видов, включая человека, связано с укорочением теломер и повреждением ряда тканей.
Теломеры — это области на концах линейных хромосом, которые необходимы для защиты концов хромосом от укорочения во время повторяющихся циклов репликации клеток, что может привести к потере важной генетической информации. Когда теломеры становятся критически короткими, они воспринимаются как разрывы ДНК и активируют пути реакции на повреждение ДНК.
Именно эти реакции на повреждения ДНК приводят к увеличению количества рецепторов AПФ2, что в свою очередь приводит к большей восприимчивости к вирусу SARS-CoV-2. Когда в ходе своих экспериментов ученые подавляли общий ответ на повреждение ДНК, они предотвращали активацию гена и белка AПФ2 после повреждения теломер в стареющих культивируемых клетках.
Для подавления ответа на повреждение ДНК, ученые использовали различные подходы, например, нацеливались на ATM, главный фермент пути ответа на повреждение ДНК, или использовали теломерные антисмысловые олигонуклеотиды.
Авторы исследования считают, что эти подходы могут быть применимы и для лечения или профилактики COVID-19 у пожилых людей. Однако необходимы дальнейшие исследования, чтобы установить, оказывает ли снижение экспрессии ACE2 положительное влияние на частоту инфицирования SARS-CoV-2 и на тяжесть симптомов COVID-19 в моделях in vivo.
Кроме того, поскольку АПФ2 также играет роль в регуляции кровяного давления и баланса жидкостей и солей в организме, полученные учеными результаты могут иметь более широкое медицинское значение, чем борьба с пандемией COVID-19.
Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE
Sara Sepe et al, DNA damage response at telomeres boosts the transcription of SARS‐CoV‐2 receptor ACE2 during aging, EMBO reports (2021). DOI: 10.15252/embr.202153658
