En una colaboración de múltiples grupos que involucra a los Laboratorios Nacionales de Enfermedades Infecciosas Emergentes NEIDL, el Centro de Medicina Regenerativa CReM y el Centro de Biología de Sistemas de Red CNSB, los científicos han informado el primer mapa de las respuestas moleculares decélulas pulmonares humanas a la infección por SARS-CoV-2. Al combinar células alveolares humanas de bioingeniería con tecnología de espectrometría de masas sofisticada y de alta precisión, los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston BUSM han identificado proteínas y vías del huésped en las células pulmonares cuyos niveles cambian tras la infecciónpor el SARS-CoV-2, que proporciona información sobre la patología de la enfermedad y nuevos objetivos terapéuticos para bloquear COVID-19.
Descubrieron que un tipo crucial de modificación de proteínas llamada "fosforilación" se vuelve aberrante en estas células pulmonares infectadas. La fosforilación de proteínas juega un papel importante en la regulación de la función de las proteínas dentro de las células de un organismo y tanto la abundancia como la fosforilación de proteínas suelen estar muy controladasprocesos en el caso de las células normales / sanas. Sin embargo, descubrieron que el SARS-CoV-2 desordena las células pulmonares, lo que provoca cambios anormales en las cantidades de proteínas y la frecuencia de la fosforilación de proteínas dentro de estas células. Estos cambios anormales ayudan al virus a multiplicarseeventualmente destruir las células. La destrucción de las células infectadas puede resultar en una lesión pulmonar generalizada.
Según los investigadores, tan pronto como el SARS-CoV-2 ingresa a las células pulmonares, rápidamente comienza a explotar los recursos centrales de la célula, que de otro modo serían necesarios para el crecimiento y la función normales de la célula ". El virus usa estos recursos paraproliferan evadiendo el ataque del sistema inmunológico del cuerpo. De esta manera se forman nuevos virus que posteriormente salen de la célula pulmonar exhausta y brutalmente dañada, dejándolas para que se autodestruyan. Estos nuevos virus luego infectan otras células, donde se repite el mismo ciclo ".explica el autor correspondiente Andrew Emili, PhD, profesor de bioquímica en BUSM.
Los investigadores examinaron las células alveolares pulmonares de una a 24 horas después de la infección con SARS-CoV-2 para comprender qué cambios ocurren en las células pulmonares inmediatamente una, tres y seis horas después de la infección por SARS-CoV-2 y qué cambiosocurren más tarde 24 horas después de la infección. Estos cambios se compararon con las células no infectadas. Todas las proteínas de las células alveolares infectadas y no infectadas, correspondientes a los diferentes puntos de tiempo, se extrajeron y marcaron con etiquetas de código de barras únicas llamadas "etiqueta de masa en tándem".Estas etiquetas, que solo pueden detectarse con precisión mediante un espectrómetro de masas, permiten una cuantificación robusta de la abundancia de proteínas y fosforilación en las células.
"Nuestros resultados mostraron que, en comparación con las células pulmonares normales / no infectadas, las células pulmonares infectadas por SARS-CoV-2 mostraron cambios dramáticos en la abundancia de miles de proteínas y eventos de fosforilación", dijo Darrell Kotton, MD, profesor de patología y laboratorioMedicina en BUSM y director del CReM.
"Además, nuestros datos también mostraron que el virus SARS-CoV-2 induce un número significativo de estos cambios tan pronto como una hora después de la infección y sienta las bases para un secuestro completo de las células pulmonares del huésped", agrega Elke M?hlberger, PhD, profesor asociado de microbiología e investigador principal del NEIDL.
"Hay características biológicas importantes específicas de las células pulmonares que no son reproducidas por otros tipos de células que se usan comúnmente para estudiar la infección viral", dijo Andrew Wilson, MD, profesor asociado de medicina en BUSM e investigador de CReM. "Estudiar el virus en elEs probable que el contexto del tipo de célula que está más dañado en los pacientes arroje información que no podríamos ver en otros sistemas modelo ".
Los investigadores también analizaron sus datos para identificar posibles oportunidades para el tratamiento de COVID-19 y encontraron que al menos 18 medicamentos preexistentes clínicamente aprobados desarrollados originalmente para otras afecciones / enfermedades médicas pueden potencialmente reutilizarse para su uso en COVID-19. Estos medicamentos han demostrado ser una promesa excepcional para bloquear la proliferación del SARS-CoV-2 en las células pulmonares.
Los investigadores creen que esta información es invaluable y allana el camino para una estrategia terapéutica más nueva, potencialmente prometedora y, lo que es más importante, rentable y que ahorra tiempo para combatir el COVID-19.
Los investigadores Raghuveera Kumar Goel, PhD; Adam Hume, PhD; Jessie Huang, PhD; Kristy Abo, BA; Rhiannon Werder, PhD y Ellen Suder, BS, también contribuyeron a estos hallazgos.
Estos hallazgos aparecen en línea en la revista célula molecular .
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Materiales proporcionado por Facultad de Medicina de la Universidad de Boston . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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