Nadovezujući se na revolucionarno istraživanje koje pokazuje kako virus SARS-CoV-2 remeti mitohondrijalnu funkciju u više organa, istraživači iz Dečje bolnice u Filadelfiji (CHOP) pokazali su da antioksidansi usmereni na mitohondrije mogu da smanje efekte virusa istovremeno izbegavajući otpornost na mutaciju virusnih gena, a strategija koja može biti korisna za lečenje drugih virusa.
Pretklinički nalazi objavljeni su u časopisu PNAS.
Prošle godine, multiinstitucionalni konzorcijum istraživača otkrio je da virus može negativno uticati na gene mitohondrija, proizvođača energije naših ćelija, što dovodi do disfunkcije u više organa izvan pluća.
SARS-CoV-2 proteini mogu da se vežu za mitohondrijske proteine u ćelijama domaćinima, kao i da inhibiraju ekspresiju mitohondrijalnih gena. Dok virus koji izaziva COVID-19 u početku cilja na pluća, na kraju može uticati na druge organe, posebno na srce, i dok se pluća mogu oporaviti, mitohondrijalna funkcija može ostati potisnuta u srcu i drugim visceralnim organima.
Infekcija SARS-COV-2 remeti mitohondrijalnu oksidativnu fosforilaciju (OKSPHOS), ključni proces kojim mitohondrije stvaraju ćelijsku energiju. Ovo povećava mitohondrijalne reaktivne vrste kiseonika (mROS) koje zauzvrat aktiviraju faktor-1alfa induciran hipoksijom (HIF-1α).
Ovo dovodi do toga da se proces prebaci sa sagorevanja ugljenih hidrata i masti pomoću OKSPHOS-a za proizvodnju energije na glikolizu koja proizvodi materijale za proizvodnju virusa. Povećani mROS takođe oštećuje mitohondrijsku DNK (mtDNK) koja se oslobađa u citosol da bi aktivirala inflamatorne sisteme, takođe utičući na organe.
„Sumnjali smo da bismo mogli da poremetimo sposobnost SARS-CoV-2 da izazove bolest smanjenjem količine mROS-a, čime blokiramo metaboličku promenu važnu za sintezu virusa“, rekao je prvi autor studije Džozef V. Gvarnjeri, dr. ., postdoktorski saradnik u Vallace laboratoriji u Centru za mitohondrijsku i epigenomsku medicinu (CMEM) na CHOP.
„Pošto je ključni signal koji virus indukuje da pokrene prelazak sa proizvodnje energije na proizvodnju virusnog supstrata mROS, naš sledeći korak je bio da utvrdimo da li inhibicija proizvodnje mROS može da ugrozi proizvodnju virusa i patologiju.
Da bi testirali ovu hipotezu, istraživači su koristili model miša koji eksprimira ljudski ACE2 gen koji dozvoljava infekciju ćelija SARS-CoV-2. Kada se leče antioksidativnim enzimom, mitohondrijalno ciljanom katalazom ili mitohondrijskim ciljanim katalitičkim antioksidativnim jedinjenjem EUK8, negativni efekti virusne infekcije kao što su gubitak težine, klinička težina i cirkulišući nivoi mtDNK, su svi smanjeni, u vezi sa povećanim OKSPHOS-om pluća, i smanjen nivo HIF-1α u plućima, virusnih proteina i inflamatornih citokina.
„Verujemo da smanjenje mROS-a predstavlja superiornu strategiju za ublažavanje patogenosti SARS-CoV-2“, rekao je viši autor studije Douglas C. Vallace, dr. sc, direktor CMEM-a u CHOP-u. „Virus konstantno mutira svoj gen ‘S’ proteina da bi izbegao imunitet izazvan trenutnim anti-S vakcinama. Modulacijom nivoa cmROS, činimo ćeliju domaćina nepovoljnom za životni ciklus virusa koji virus ne može da promeni.“
