Новое исследование показывает, что SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19 (коронавирус), может инфицировать клетки сердца в лабораторной посуде, что указывает на возможность прямого заражения сердечных клеток пациентов с COVID-19 вирусом COVID-19. вирус. Открытие, опубликованное сегодня в журнале Cell Reports Medicine, было сделано с использованием клеток сердечной мышцы, произведенных с помощью технологии стволовых клеток.
Хотя многие пациенты с COVID-19 испытывают проблемы с сердцем, причины не совсем ясны. Были замешаны ранее существовавшие сердечные заболевания или воспаление и кислородное голодание, вызванные инфекцией. Но до сих пор имелись лишь ограниченные доказательства того, что вирус SARS-CoV-2 напрямую поражает отдельные мышечные клетки сердца.
«Мы не только обнаружили, что эти сердечные клетки, полученные из стволовых клеток, восприимчивы к заражению новым коронавирусом, но и что вирус также может быстро делиться в клетках сердечной мышцы», – сказал Арун Шарма, доктор философии.D., научный сотрудник Института регенеративной медицины Совета управляющих Сидарс-Синай и первый и соавтор исследования. “Что еще более важно, инфицированные клетки сердца показали изменения в их способности биться после 72 часов заражения.”
Исследование также продемонстрировало, что сердечные клетки, полученные из стволовых клеток человека, инфицированные SARS-CoV-2, изменяют профиль экспрессии генов, дополнительно подтверждая, что клетки могут активно инфицироваться вирусом и активировать врожденные клеточные «защитные механизмы», чтобы помочь очистить вирус.
Хотя эти результаты не являются точной копией того, что происходит в организме человека, эти знания могут помочь исследователям использовать полученные из стволовых клеток сердечные клетки в качестве платформы для скрининга для выявления новых противовирусных соединений, которые могут облегчить вирусную инфекцию сердца, по словам старшего. и соавтор-корреспондент Клайв Свендсен, Ph.D..
«Эта вирусная пандемия в основном определяется респираторными симптомами, но есть также сердечные осложнения, включая аритмии, сердечную недостаточность и вирусный миокардит», – сказал Свендсен, директор Института регенеративной медицины и профессор биомедицинских наук и медицины. «Хотя это может быть результатом массивного воспаления в ответ на вирус, наши данные показывают, что сердце также может быть напрямую затронуто вирусом COVID-19.”
Исследователи также обнаружили, что лечение антителом к ACE2 может подавлять репликацию вируса на клетках сердца, полученных из стволовых клеток, предполагая, что рецептор ACE2 может использоваться SARS-CoV-2 для проникновения в клетки сердечной мышцы человека.
«Блокируя белок ACE2 антителом, вирус не так легко может связываться с белком ACE2 и, следовательно, не может легко проникнуть в клетку», – сказал Шарма. “Это не только помогает нам понять механизмы функционирования этого вируса, но и предлагает терапевтические подходы, которые могут быть использованы в качестве потенциального лечения инфекции SARS-CoV-2.”
В исследовании использовались индуцированные человеком плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), тип стволовых клеток, которые создаются в лаборатории из клеток крови или кожи человека. IPSC могут производить клетки любого типа, обнаруженные в организме, каждая из которых несет ДНК человека. Созданные таким образом тканеспецифические клетки используются для исследований, а также для создания и тестирования потенциальных методов лечения болезней.
«Эта работа демонстрирует силу возможности изучать человеческие ткани в чашке», – сказал Эдуардо Марбан, доктор медицинских наук.D., исполнительный директор Smidt Heart Institute, который сотрудничал с Шармой и Свендсеном в исследовании. «Вполне вероятно, что прямое инфицирование клеток сердечной мышцы может способствовать развитию сердечных заболеваний, связанных с COVID.”
Исследователи также сотрудничали с соавтором-корреспондентом Vaithilingaraja Arumugaswami, DVM, Ph.D., адъюнкт-профессор молекулярной и медицинской фармакологии в Медицинской школе Дэвида Геффена при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и член Центра регенеративной медицины и исследования стволовых клеток Эли и Эдит Брод. Арумугасвами предоставил новый коронавирус, который был добавлен к клеткам сердца, а исследователь Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Густаво Гарсия-младший. внесла свой вклад в эксперименты по основным инфекциям сердечных клеток.
«Эта ключевая экспериментальная система может быть полезна для понимания различий в процессах заболевания связанных коронавирусных патогенов, SARS и MERS», – сказал Арумугасвами.