التهاب سیستمیک ناشی از SARS-CoV-2 باعث آسیب بیضه انسان می شود


در مطالعه اخیر ارسال شده به bioRxiv* سرور، تیمی از محققان نشان دادند که آسیب بیضه در انسان به دلیل عفونت مستقیم سندرم حاد تنفسی ویروس کرونا 2 (SARS-CoV-2) نیست، بلکه به احتمال زیاد اثر غیرمستقیم قرار گرفتن در معرض التهاب سیستمیک یا SARS-CoV- است. 2 آنتی ژن

مطالعه: شواهد آزمایشگاهی علیه عفونت مولد SARS-CoV-2 سلول‌های بیضه انسان: اثرات جانبی عفونت باعث آسیب بیضه می‌شود.  اعتبار تصویر: چیناپونگ/شاتراستاک
مطالعه: شواهد آزمایشگاهی علیه عفونت مولد SARS-CoV-2 سلول‌های بیضه انسان: اثرات جانبی عفونت باعث آسیب بیضه می‌شود. اعتبار تصویر: چیناپونگ/شاتراستاک

زمینه

SARS-CoV-2 سلول های انسانی حساس را با اتصال به گیرنده های آنزیم مبدل آنژیوتانسین 2 (ACE2) آلوده می کند که می تواند به بیماری شدید کروناویروس 2019 (COVID-19) تبدیل شود. به غیر از آسیب حاد ریه، سایر علائم بارز COVID-19 شدید آسیب چند عضوی، عوارض قلبی و نارسایی کلیه است.

مطالعات اپیدمیولوژیک نشان می دهد که مردان نسبت موارد به مرگ و میر بالاتری نسبت به زنان دارند و برخی نیز التهاب بیضه مرتبط با COVID-19 را تجربه می کنند که همراه با درد و ناراحتی است که به آن ارکیت خفیف می گویند. علاوه بر این، مطالعات پس از مرگ نشانه هایی از آسیب شناسی شدید بیضه را نیز نشان داده است. به طور کلی، توانایی SARS-CoV-2 برای دسترسی به بیضه ممکن است یک رویداد نادر باشد، اما آسیب بیضه یکی از عوارض COVID-19 است.

گیرنده های فراوان ACE2 در سلول های بیضه ساکن ممکن است مسئول آسیب بیضه در طول عفونت SARS-CoV-2 باشند. در بیضه، ACE2 تولید تستوسترون و حجم مایع بینابینی را از طریق تعدیل تبدیل آنژیوتانسین 2 به آنژیوتانسین 1 تنظیم می کند. سایر علل آسیب بیضه می تواند عفونت مستقیم ویروسی سلول های ساکن یا قرار گرفتن در معرض واسطه های عفونت التهابی سیستمیک (به عنوان مثال، طوفان سیتوکین) یا ویروس باشد. آنتی ژن ها با این حال، مکانیسم های حاکم بر آسیب بیضه، یکی از علائم بارز COVID-19 شدید، به طور کامل شناخته نشده است.

علاوه بر این، کمبود داده برای پشتیبان گیری از تکثیر و پاتوژنز مشاهده شده SARS-CoV-2 در اندام های خارج ریوی وجود دارد.

در مورد مطالعه

در مطالعه حاضر، محققان از مدل‌های مختلف سلول‌های بیضه انسان، از جمله سلول‌های اولیه سرتولی انسان (SC)، سلول‌های لیدیگ (LC)، کشت‌های دو بعدی (2 بعدی) مختلط سلول‌های لوله‌های منی ساز (STC) و سه‌بعدی (Sertoli) استفاده کردند. 3D) ارگانوئیدهای بیضه انسانی (HTO) برای مطالعه پویایی عفونت SARS-CoV-2 در بیضه ها. علاوه بر این، آنها اثرات عفونت SARS-CoV-2 بر آسیب بیضه را با استفاده از موش های K18-hACE2 تأیید کردند.

ابتدا، تیم کشت‌های دوبعدی به خوبی تمایز یافته سلول‌های اپیتلیال راه هوایی انسان (HAE) را که روی درج‌های ترانس‌وله رشد کرده بودند، با تعداد عفونت (MOI) برابر با یک آلوده کردند و ویریون‌های عفونی را در طرف‌های آپیکال و پایه درج‌ها اندازه‌گیری کردند.

این تیم STC را در معرض مایع رویی غیرفعال شده با اشعه ماوراء بنفش از HAE و پلاسمای COVID-19 قرار دادند تا اثرات سیتوپاتیک (CPE) واسطه های التهابی ناشی از عفونت SARS-CoV-2 را بر روی سلول های بیضه تعیین کنند.

این تیم سطوح اسید ریبونوکلئیک پیام رسان (mRNA) سیتوکین های حیاتی مرتبط با COVID-19 را در SC، LC و HTO 48 ساعت پس از عفونت (hpi) اندازه گیری کردند. تولید سیتوکین های کلیدی در مایع رویی HAE بیشتر تایید شد و با پلاسمای بیماران COVID-19 در طول مرحله عفونت حاد، یعنی چهار تا شش روز از شروع علائم با استفاده از روش ایمونوسوربنت متصل به آنزیم (ELISA) مقایسه شد. آنها همچنین یک سنجش پایانی دئوکسی نوکلئوتیدیل ترانسفراز dUTP nick end labeling (TUNEL) را بر روی STC در معرض هر دو مایع رویی HAE غیرفعال شده با UV و پلاسمای COVID-19 به مدت 24 ساعت انجام دادند. در نهایت، آنها یک ارزیابی هیستوپاتولوژیک از مقاطع بیضه رنگ‌آمیزی شده با اسید پریودیک-شیف (PAS) انجام دادند.

یافته های مطالعه

محققان RNA SARS-CoV-2 را در محدوده نسخه‌های log 2 تا 3 ژنوم در همه مدل‌های سلولی شناسایی کردند، اما نسخه‌های ویروس بین 24 تا 96 hpi افزایش پیدا نکردند. عفونت SARS-CoV-2 SC و LC در MOI بالاتر 10 نیز باعث آزاد شدن ویریون SARS-CoV-2 در مایع رویی HAE در طول 96 ساعت نشد. به همین ترتیب، سنجش ایمونوفلورسانس نمی‌تواند پروتئین SARS-CoV-2 (S) را در SC و LC آلوده تشخیص دهد.

به طور کلی، SARS-CoV-2 نمی‌تواند یک عفونت تولیدی را در این کشت‌های سلولی اولیه از هر نوع سلول بیضه ایجاد کند. با این حال، اوج تیتر SARS-CoV-2 در چهار نقطه در اینچ با القای ژن‌های سیتوکین التهابی کلیدی مانند اینترلوکین 6 (IL6) و فاکتور نکروز تومور آلفا (TNFα) و ژن‌های ضد ویروسی، از جمله پروتئین ناشی از اینترفرون با تتراتریکوپپتید تکرار یک (IFIT1) مرتبط است. ). همه این یافته‌ها نشان داد که SARS-CoV-2 عفونت تولیدی را در سلول‌های بیضه انسان ایجاد نکرده است. قرار گرفتن سلول های بیضه در معرض محیط های التهابی از سلول های HAE آلوده به SARS-CoV-2 منجر به مرگ آپوپتوتیک اسپرماتوگونی تمایز نیافته شد. قرار گرفتن در معرض پروتئین پوششی SARS-CoV-2 (E) اما نه پروتئین S1 و نوکلئوکپسید (N) باعث ایجاد یک پاسخ پیش التهابی مرتبط با اثرات سیتوتوکسیک کووید-19 شدید شد.

CPEهای ناشی از عفونت SARS-CoV-2 نیز یکپارچگی سد هوا-مایع را به خطر انداختند. بر این اساس، قرائت مقاومت الکتریکی transepithelial (TEER) در سه نقطه در اینچ با مقادیر قابل توجهی پایین تر در پنج و شش نقطه در اینچ کاهش یافت. علیرغم عدم تکثیر فعال، عفونت SARS-CoV-2 منجر به ناهنجاری های بینابینی و لوله ای در بیضه موش hACE2، مشابه انسان شد. به طور مشابه، مایع رویی از HAE آلوده به SARS-CoV-2 از مشخصات سایتوکین های منتخب مشاهده شده در بیماران COVID-19 تقلید می کند و می تواند به ارزیابی اثر غیرمستقیم عفونت بر روی مدل های 2 بعدی و 3 بعدی بیضه انسان کمک کند.

نتیجه گیری

مطالعات پس از مرگ، آسیب های بیضه را در انسان برای شناسایی نشانگرهای آن مشخص کرده است. مطالعه حاضر شواهدی از ارتباط این نشانگرهای آسیب با عفونت SARS-CoV-2 را دنبال کرد و نشان داد که آسیب بیضه توسط التهاب سیستمیک ناشی از عفونت SARS-CoV-2 ایجاد می شود.

نیاز به پیگیری طولانی مدت نشانگرهای سلامت باروری مردانه، مانند سطح تستوسترون، در بیماران مرد مبتلا به کووید-19 متوسط ​​تا شدید وجود دارد. مطالعات همچنین باید مسیرهای خاص مرتبط با رویدادهای پاتولوژیک پس از آسیب بیضه را ارزیابی کنند، زیرا طوفان سیتوکین و قرار گرفتن در معرض آنتی ژن ویروسی باعث مرگ آپوپتوز سلول های زایا می شود که می تواند باعث علائم اورکیت شود.

*تذکر مهم

bioRxiv گزارش‌های علمی مقدماتی را منتشر می‌کند که توسط همتایان بررسی نمی‌شوند و بنابراین، نباید به‌عنوان نتیجه‌گیری، راهنمای عمل بالینی/رفتار مرتبط با سلامتی در نظر گرفته شوند یا به عنوان اطلاعات ثابت در نظر گرفته شوند.



منبع