Stomach Health > magen Helse >  > Q and A > magen spørsmålet

Sur pH øker SARS-CoV-2-infeksjonen ved å oppregulere ACE2-reseptoren

Den pågående coronavirus-pandemien 2019 (COVID-19) som er forårsaket av et nytt koronavirus, nemlig, alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), har krevd mer enn 4,6 millioner liv verden over. Denne sykdommen forårsaker et bredt spekter av symptomer relatert til respiratoriske, nevrologisk, og fordøyelsesforstyrrelser. Noen alvorlig infiserte COVID-19 pasienter utvikler akutt lungebetennelse, mens andre lider av gastrointestinale (GI) symptomer, som diaré, oppkast, etc.

SARS-CoV-2-infeksjon hos mennesker

SARS-CoV-2 er et RNA-virus som tilhører familien Coronaviridae av slekten Betacoronavirus. Spike (S) -proteinet til dette viruset medierer først og fremst interaksjon med de menneskelige vertscellene. Det reseptorbindende domenet (RBD) som er tilstede på overflaten av S-proteinet, binder seg til angiotensinkonverterende enzym 2 (ACE2) -reseptoren til verten. ACE2 er tilstede på flere vertsvev, slik som GI -epitelceller og leverceller.

Forskere har oppdaget tilstedeværelsen av dette viruset i flere vev, slik som spiserøret, mage, tolvfingertarmen, og endetarm. Også, endoskopi av sykehusinnlagte pasienter med alvorlig COVID-19-infeksjon har vist esophageal blødning med erosjoner og sår.

Personer med komorbiditet lider vanligvis av alvorlig COVID-19-infeksjon. Disse pasientene viser høyere nivåer av ACE2 i lungene enn de uten komorbiditet. En nylig studie har vist at ACE2 ble signifikant uttrykt i lungene til mennesker som lider av kronisk obstruktiv lungesykdom og pulmonal arteriell hypertensjon. Ettersom uttrykket for ACE2 avhenger av visse forhold som forhøyede glukosenivåer, hypoksi, og cellestress, forskere mener at andre komorbiditeter relatert til GI kan være forbundet med forskjellige former for COVID-19.

En ny studie

En ny studie publisert i tidsskriftet Frontiers of Medicine indikerte at Barretts spiserør (BE) og gastroøsofageal reflukssykdom (GERD) kan representere nye komorbiditeter assosiert med SARS-CoV-2 sykdom. En tidligere studie hadde estimert at i USA, 5,6% av de voksne har BE, en sykdom der esophageal squamous mucosa blir skadet av GERD.

I denne studien, forskere avslørte at ACE2 er sterkt uttrykt i spiserøret til pasienter med BE. Hos disse pasientene, den sure pH induserer ekspresjonen av ACE2. Teamet dyrket menneskelige primære monocytter i redusert pH, som avslørte forbedring i uttrykket av ACE2 og mer signifikant virusbelastning på SARS-CoV-2-infeksjon.

Forskerne antyder at sur pH øker COVID-19-infeksjonen ved å oppregulere ACE2-reseptoren, og dette, i sin tur, kan ha kliniske implikasjoner for pasienter som lider av GERD eller BE. Selv om det ikke er tegn på mekanismer som forbinder pH -endringer og ACE2 -uttrykk, tidligere studier har vist at hypoksiske tilstander kan øke uttrykket for ACE2. Denne studien avslørte at to av de kjente regulatorene for ACE2, nemlig, HNF1B og FOXA2, ble rapportert å være oppregulert i 6 av 8 BE transkriptomiske studier. Dette indikerer at disse regulatorene kan være assosiert med det pH-induserte ACE2-uttrykket i BE.

Et av de viktigste karakteristiske trekk ved COVID-19 sykdom er lungeskader, som kan føre til akutt hypoksi og annen respiratorisk acidose. I tillegg, forskere mener at hos noen av de alvorlig infiserte COVID-19-pasientene, blodsyre oppstår. Denne tilstanden forverres pasientens tilstand ved å øke ACE2 -uttrykket, som forbedrer inntreden av SARS-CoV-2 i humane celler. Også, et økt nivå av laktatdehydrogenaseenzym, som omdanner laktat fra pyruvat, har vært knyttet til alvorlig COVID-19 sykdom. Dette økte laktatnivået kan direkte endre den ekstracellulære og intracellulære pH -verdien, som endrer ACE2 -uttrykk. Mer forskning er nødvendig for å evaluere i hvilken grad akutt systemisk acidose påvirker alvorlighetsgraden av COVID-19. I denne studien, forskere har indikert at pH alene kan være i stand til å endre ACE2-uttrykk og deretter hemme SARS-CoV-2-infeksjon hos pasienter.

Metaanalyse av transkriptomer fra gastroøsofageal junction hos pasienter med Barretts spiserør. (A) Metaanalyse av 8 studier av Barretts esophagus transcriptomes. (B) Antall differensielt uttrykte gener i Barretts spiserør sammenlignet med ikke-Barretts spiserør. Linjene viser antall gener (y-aksen) som regnes som oppregulert (røde linjer) eller nedregulert (blå linjer) i Barretts spiserør (P-verdi <0,05; log2 fold-endring> 1; kombinert FDR <0,01) i ett eller flere datasett (x-akse). Antall oppregulerte og nedregulerte gener i minst syv studier er angitt. (C) ACE2 er oppregulert hos pasienter med Barretts spiserør. Hver stolpe representerer log2-uttrykkets fold-endring mellom pasienter og kontrollindivider. Feilfeltene indikerer 95% konfidensintervall. Stolper i rødt representerer en P-verdi <0,05 og i grått en ikke-signifikant P-verdi. (D) Pathway berikelsesanalyse ved bruk av oppregulerte og nedregulerte gener i minst syv studier. Stolpene representerer den kombinerte poengsummen (x -aksen) beregnet av Enrichr -verktøyet for utvalgte genontologi -gensett (y -aksen). (E) ACE2 -uttrykk i celler behandlet med protonpumpehemmere. Hver boksplot representerer log2 -uttrykket for ubehandlede (CTRL) celler og celler behandlet med enten omeprazol (OPZ) eller lansoprazol (LPZ). (F) Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) av de 8 studiene av Barretts esophagus-transkriptomer ved bruk av pH-relaterte gensett. Størrelsen og fargen på sirklene er proporsjonal med den normaliserte berikelsesscoren (NES) for gensettene (kolonnene) på hver studie (rader). Gene Ontology ID -ene er angitt øverst.

Denne studien inkluderte to uavhengige kohorter bestående av 1, 357 SARS-CoV-2 infiserte pasienter. En gruppe hadde en historie med bruk av protonpumpehemmere (PPI), og en annen gruppe inneholdt personer som ikke brukte stoffet. Denne studien viste at pasienter behandlet med PPI (brukt til GERD-behandling) hadde større risiko for å utvikle alvorlig SARS-CoV-2-infeksjon. Dette ble vurdert ved å observere økt intensivinnleggelse.

Lengre, forskerne rapporterte også at dødeligheten økte 2- til 3 ganger i gruppen som ble behandlet med PPI, sammenlignet med de som ikke bruker dette stoffet. Dette resultatet er i tråd med tidligere studier som gjennomførte en metaanalyse som avslørte at PPI økte risikoen for progresjon til alvorlig COVID-19. En tidligere studie rapporterte også at personer behandlet med PPI hadde større risiko for å få COVID-19-infeksjon, kanskje fordi PPI reduserte magesperren til SARS-CoV-2.

Konklusjon

Forfatterne av denne studien tror at pH i stor grad kan påvirke SARS-CoV-2-infeksjonen og alvorlighetsgraden av sykdommen. Derimot, flere studier som bruker større kohorter er nødvendig for å validere dette funnet og også bestemme den molekylære mekanismen knyttet til pH-indusert ACE2-uttrykk.