نانولوله های تونل زنی می توانند به انتشار SARS-CoV-2 کمک کنند


مقاله اخیر منتشر شده در پیشرفت علم ژورنال نشان داد که نانولوله های تونل زنی (TNTs) مسیری را برای انتشار نورونی سندرم حاد تنفسی کرونا 2 (SARS-CoV-2) ارائه می دهند.

مطالعه: نانولوله های تونل زنی مسیری را برای انتشار SARS-CoV-2 فراهم می کنند.  اعتبار تصویر: Timelapse/Shutterstock 2020
مطالعه: نانولوله های تونل زنی مسیری را برای انتشار SARS-CoV-2 فراهم می کنند. اعتبار تصویر: Timelapse/Shutterstock 2020

زمینه

اگرچه بیماران کروناویروس 2019 (COVID-19) معمولاً علائم تنفسی شدیدی را نشان می‌دهند و SARS-CoV-2 عمدتاً بر سیستم تنفسی تأثیر می‌گذارد، اما سایر اندام‌ها مانند کبد، روده، کلیه‌ها، مغز و قلب را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهد. همچنین گزارش هایی از تظاهرات عصبی گرانش متفاوت در طول COVID-19 وجود دارد. علاوه بر این، اثرات عصبی عفونت SARS-CoV-2 یک مشکل مهم در کووید طولانی مدت است.

با توجه به اینکه انواع مختلفی از کروناویروس ها (CoVs) برای تهاجم و زنده ماندن در سیستم عصبی مرکزی (CNS) مستند شده اند (به عنوان مثال، CoV سندرم تنفسی خاورمیانه). [MERS-CoV] و SARS-CoV)، ظرفیت SARS-CoV-2 برای نفوذ به CNS پیش بینی شده است. علاوه بر این، مطالعات موردی نشان داده است که اسید ریبونوکلئیک SARS-CoV-2 (RNA) در بافت مغز افرادی که پس از ابتلا به COVID-19 فوت کرده‌اند، وجود دارد.

با این حال، مشخص نیست که چگونه SARS-CoV-2 وارد مغز می شود یا چگونه عفونت منجر به علائم عصبی می شود زیرا مسیر اصلی ورود ویروس توسط اندوسیتوز، گیرنده های آنزیم مبدل آنژیوتانسین 2 (ACE2) به سختی در مغز قابل تشخیص است.

در مورد مطالعه

در تحقیقات کنونی، دانشمندان توانایی عصبی تهاجمی SARS-CoV-2 را بررسی کردند. آنها تعیین کردند که آیا TNT ها ممکن است در انتقال بین سلولی ویروس نقش داشته باشند یا خیر.

TNT ها کانال های غشایی نازک و غنی از اکتین هستند که انتقال مستقیم عناصری مانند ذرات ویروسی، اندامک ها و پروتئین های آمیلوئید را از طریق سلول های مختلف امکان پذیر می کنند. بسیاری از ویروس‌ها، مانند ویروس هرپس سیمپلکس و ویروس آنفلوانزا، ممکن است با استفاده از TNT برای انتقال ژنوم خود، جلوگیری از هدف‌گیری دارو و دور زدن محافظت میزبان، مستقیماً با سلول‌های ساده ارتباط برقرار کنند.

این تیم پیشنهاد کرد که SARS-CoV-2 ممکن است از TNT ها برای انتشار از سلول های مجاز به سلول های کمتر مجاز فاقد گیرنده غشایی برای ورود ویروس برای گسترش بیماری زایی ویروسی و فرار از نظارت ایمنی استفاده کند. علاوه بر این، از آنجایی که رده سلولی Vero E6 به طور گسترده برای انتشار، جداسازی و ارزیابی ضد ویروسی SARS-CoV-2 استفاده شده است، آنها از آن به عنوان یک مدل اپیتلیال برای آزمایش این نظریه استفاده کردند.

رده سلولی SH-SY5Y، یک نوع سلول انسانی که اغلب به عنوان مدل عصبی مورد استفاده قرار می گیرد و TNT های آن نیز به طور گسترده تعریف شده اند و با دقت قابل توجهی قابل تشخیص هستند، توسط محققان به عنوان الگوی عصبی سلول های غیرمجاز انتخاب شد. نورون های اولیه ترجیح داده می شدند، اما تمایز بین ساختارهای TNT مانند در آنها بسیار چالش برانگیز بود. علاوه بر این، استفاده از مدرن توموگرافی کریو الکترونی (cryo-ET) و نور و میکروسکوپ الکترونی کرایو همبسته (cryo-CLEM) که این تیم با استفاده از مدل‌های عصبی اولیه توسعه داده بودند نیز دشوار بود.

نتایج

نویسندگان خاطرنشان کردند که سلول‌های عصبی انسان SH-SY5Y نسبت به SARS-CoV-2 از طریق اگزوسیتوز یا مسیرهای وابسته به اندوسیتوز غیرمجاز بودند. با این حال، آنها نشان دادند که می‌تواند از طریق یک مسیر ناشی از TNT به SARS-CoV-2 آلوده شود، زمانی که با سلول‌های اپیتلیال مجاز Vero E6 که قبلاً با SARS-CoV-2 آلوده شده‌اند با استفاده از میکروسکوپ کانفوکال و ایجاد سلولو کرایو-ET و کرایو کشت شوند. -کلم. تیم دریافتند که SARS-CoV-2 TNT ها را ایجاد می کند و متعاقباً از آنها برای انتشار به سلول های غیر آلوده استفاده می کند.

Cryo-ET و فلورسانس همبستگی سلولی نشان می دهد که TNT ها در بین سلول های مجاز با SARS-CoV-2 مرتبط هستند. نتایج نشان داد که TNT ها در سراسر سلول های مجاز و غیر مجاز حاوی مکان های تکثیر ویروسی و ساختارهای تاولی متعددی از جمله وزیکول های دو غشایی هستند.

علاوه بر این، داده‌های به‌دست‌آمده با استفاده از رمدسیویر و رنگ‌آمیزی ایمنی برای نشانگرهای تکثیرکننده ویروسی پروتئین غیرساختاری 3 (nsp3) و J2 نشان می‌دهد که SARS-CoV-2 می‌تواند یک بار در سلول‌های عصبی تکثیر شود. محققان همچنین نشان دادند که SARS-CoV-2 می‌تواند بین سلول‌های مجاز از طریق یک کانال ترشح مستقل با سرکوب ورودی ویروس تسهیل‌شده با ACE2 با استفاده از یک آنتی‌بادی خنثی‌کننده منتشر شود. آنها فرض می کنند که TNT ها گسترش عفونت را حتی در میان سلول های مجاز تسریع می کنند.

نتیجه گیری

به طور کلی، داده‌های مطالعه به یک روش انتقال SARS-CoV-2 تاکنون ناشناخته اشاره می‌کند، روشی که احتمالاً برای ورود به سلول‌های غیرمجاز و تشدید عفونت در سلول‌های مجاز استفاده می‌شود. یافته های فعلی اساس مولکولی عفونت و انتقال SARS-CoV-2 و ساختار ذرات ویروسی مرتبط با TNT ها را روشن می کند.

نکته قابل توجه، یافته های مطالعه نشان می دهد که عملکرد TNT ها در انتقال ویروسی، احتمالاً افزایش اثربخشی انتشار ویروس در سراسر بدن، در چارچوب محدودیت های یک درونکشتگاهی تحقیق و بررسی. مطالعات موجود عمدتاً بر روی مسدود کردن تعاملات گیرنده SARS-CoV-2 (S) متمرکز است. مطالعه حاضر، همراه با گزارش‌های موجود، راه را برای تحقیقات بیشتر در مورد دخالت سلول به سلول در انتشار SARS-CoV-2 به مغز در محیط‌های فیزیولوژیکی‌تر و استراتژی‌های درمانی جایگزین برای مختل کردن انتشار ویروس هموار می‌کند.

به طور خلاصه، کار حاضر نشان داد که SARS-CoV-2 می تواند از TNT ها برای انتشار بین سلول های مرتبط بهره برداری کند، که نشان می دهد مسیر بین سلولی ممکن است در پاتوژنز COVID-19 و انتشار ویروس به سلول هایی که به آن حساس نیستند نقش داشته باشد. مانند سلول های عصبی.



منبع