Autor Megan Redshaw, J.D. kaudu The Epoch Times (rõhuasetus meie),
SARS-CoV-2 infektsioon võib põhjustada raskeid kopsuhaigusi, nagu kopsupõletik, põletik ja äge respiratoorse distressi sündroom, kuid seni pole teadlased mõistnud COVID-19 põhjustatud kopsukahjustuste liikumapanevat jõudu.
Hiljuti ajakirjas Nature Communications avaldatud artiklis avastasid Columbia ülikooli teadlased, et suhteliselt uus rauast sõltuva rakusurma vorm, mida nimetatakse ferroptoosiks, on aluseks olev mehhanism, mis põhjustab COVID-19 patsientidel äärmuslikke ja potentsiaalselt surmaga lõppevaid kopsuhaigusi.
“See leid lisab olulise ülevaate meie arusaamast sellest, kuidas COVID-19 mõjutab keha, mis parandab oluliselt meie võimet võidelda eluohtlike haigusjuhtumitega,” ütles Columbia bioloogiateaduste osakonna juhataja ja uuringu kaasautor Brent Stockwell pressiteates.
Mis on ferroptoos?
Inimrakkudel on võimsad mehhanismid ellujäämise säilitamiseks, kuid kui need mehhanismid halvenevad, võivad lipiidperoksiidid – mis tekivad normaalse metaboolse tegevuse käigus – koguneda toksilisele tasemele, kahjustada rakumembraane ja tappa rakke ferroptoosi kaudu.
Ferroptoosi tuvastas esmakordselt 2012. aastal hr Stockwell ja see erineb apoptoosist – kõige levinumast rakusurma vormist, mis esineb vananemisega ja mõnes haigusprotsessis. Ferroptoos on ebatavaline rakusurma tüüp, mis on seotud raua metabolismi muutumisega, glutatiooni ammendumisega, glutatiooni peroksidaasi 4 inaktiveerimisega ja suurenenud oksüdatiivse stressiga.
Pärast kontseptsiooni väljapakkumist on hr Stockwelli labor näidanud, et ferroptoos võib esineda tervislikes kontekstides keha normaalsete protsesside osana. Näiteks võib rakusurm eemaldada SARS-CoV-2-ga nakatunud rakke, pärssides viiruse replikatsiooni ja levikut või võidelda selliste haigustega nagu vähk, mis hõlmab kiiret rakkude kasvu.
Teisest küljest võib ferroptoos olla hävitav, rünnates neurodegeneratiivsete haigustega patsientide terveid rakke või põhjustades COVID-19 ja võib-olla isegi pika COVID-i tõsiseid ilminguid.
Võime peatada ferroptoos võib sillutada teed ravile, mis parandab COVID-19 tulemusi, näitavad paberi leiud.
Uuring
Teadlased said kopsukoe proove raske COVID-19 põhjustatud hingamispuudulikkuse tõttu surnud patsientide, sealhulgas ägeda kopsukahjustusega (ALI) ja ilma selleta patsientide lahkamistelt. Proove koguti ka patsientidelt, kellel oli kerge COVID-19 ja kes olid tervenenud.
Kontrollproovid saadi pandeemiaeelselt tervetelt patsientidelt, kellel ei ilmnenud SARS-CoV-2 nakkuse ega kopsukahjustuse tunnuseid. Analüüsiti ka ALI-ga lahkamiste proove, millel ei olnud SARS-CoV-2 nakkust. Lisaks saadi seerumi ferritiini andmed, kuna seerumi ferritiini tase on kriitiliselt haigetel COVID-19 patsientidel kõrgenenud, korreleerub haiguse raskusastmega ja varustab rauda, mis juhib ferroptoosi. Ferritiin on rakkudes leiduv valk, mis talletab rauda ja võimaldab kehal seda vajadusel kasutada.
Teadlased analüüsisid lahkamistel saadud COVID-19 kopsukoe proovide rakusurma markereid ja leidsid raskete kopsupatoloogiate korral “ferroptoosi erinevaid molekulaarseid tunnuseid”. Lisaks näitasid proovid kõrgenenud ferroptoosi markereid, sealhulgas raua düsregulatsiooni, lipiidide peroksüdatsiooni, kõrgenenud lüsofosfolipiidide sisaldust ja polüküllastumata rasvaatsüülsabade (PL-PUFA) ammendumist.
PUFA-d ehk polüküllastumata rasvhapped, mis on küll olulised rakumembraanide ja immuunsüsteemi regulatsiooni jaoks, on väga ebastabiilsed ja põletikulised. Tänu nende tundlikkusele hapniku suhtes võivad PUFA-d oksüdeerida vabade radikaalide poolt ja lagundada toksilisteks derivaatideks.
Teiseses analüüsis inokuleeriti Süüria hamstrid tahtlikult sama SARS-CoV-2 tüvega, mis leiti patsientide proovidest. Teadlased analüüsisid kopsuproove ja leidsid, et ferroptoos esines kopsuhaiguse varases staadiumis ja sellega kaasnes haiguse progresseerumine.
Kinnitamaks, et nende leiud olid põhjustatud ferroptoosist, mõõtsid teadlased rakusurma markereid, mis olid seotud teiste rakusurma vormidega. Nad ei tuvastanud nende markerite suurenemist üheski kopsuproovis, mis näitab, et ferroptoos oli peamine surmaga lõppenud COVID-19 kopsuproovides tuvastatud rakusurma mehhanism.
“Kokkuvõttes viitavad need andmed tugevale korrelatsioonile ferroptoosi ja COVID-19 kopsupatoloogia vahel ning ferroptoosi pärssimine võib olla adjuvantravi kopsukahjustuse vähendamiseks,” kirjutasid autorid.
Ajakirjas Frontiers avaldatud 2023. aasta mai dokument toetab dokumendi järeldusi. Oma ülevaates leidsid teadlased, et ferroptoosist tingitud düsreguleeritud rakusurm võib põhjustada kontrollimatuid rakukahjustusi väljaspool kopse ja mängib rolli raske haigusega COVID-19 patsientidel täheldatud mitme organi tüsistustes.
