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– A batalha inicial ocorre nas narinas, o estudo indica caminhos alternativos que o vírus pode usar para entrar nos pulmões, sistema nervoso central e coração
Minapim by Hernan Valenzuela: Em diversos estudos, os cientistas da Universidade Cornell, identificaram o comportamento astuto do SARS-CoV-2, causador do coronavírus COVID-19. Quando o vírus entra no corpo, desliga uma parte do sistema imunológico, facilitando a propagação dentro do corpo por alguns dias antes que o sistema imunológico possa identificar o invasor.
Os pesquisadores ainda não identificaram todo o escopo de tecidos e tipos de células que são mais vulneráveis ao SARS-CoV-2. Muitas pesquisas tem se concentrado na identificação de genes e vias que facilitam a entrada do vírus nas células pulmonares, porém os dados clínicos e científicos indicam que ele pode causar danos em uma ampla gama de órgãos.
Em nova pesquisa da Universidade Cornell, foram desenvolvidos roteiros potenciais para o processo interno do vírus, na infeção de outros órgãos e identifica quais fatores moleculares podem ajudar a facilitar ou restringir a infecção.
Para prever o crescimento (tropismo) do coronavírus humanos, foi traçado o perfil de 28 SARS-CoV-2 e receptores e fatores associados ao coronavírus (SCARFs) usando transcriptômica (estuda as moléculas de RNA, que determinam quais os genes serão expressos) de uma única célula em vários tecidos humanos saudáveis. SCARFs incluem fatores celulares que facilitam e restringem a entrada viral.
“Os dados sugerem que não é apenas uma doença respiratória. É muito mais amplo do que isso e tem o potencial de afetar muitos outros órgãos ”, disse Cedric Feschotte, professor do Departamento de Biologia Molecular e Genética da Faculdade de Agricultura e Ciências da Vida. “Nossas análises sugerem que existe uma ampla gama de vulnerabilidades celulares.”
Feschotte é o autor principal de “Um Mapa de Expressão de RNA de Célula Única de Fatores de Entrada do Coronavírus Humano”, na Cell Reports. Outros co-autores são Manvendra Singh, um associado de pós-doutorado no Feschotte Lab e um Cornell Presidential Fellow; e Vikas Bansal, biólogo computacional do Centro Alemão de Doenças Neurodegenerativas em Bonn.
O novo estudo mapeia a expressão de 28 genes humanos denominados “SCARFs” – SARS-CoV-2 e Receptores e Fatores Associados a ação do Coronavírus. Observando a expressão de RNA de uma única célula desses genes, eles podem prever quais tecidos e tipos de células são mais vulneráveis à infecção pela ação do coronavírus – em adultos e embriões.
A análise também prevê caminhos de entrada que não seguem a estrutura mais usual para infecções pulmonares e cerebrais. As células espermatogoniais e as células endócrinas da próstata também parecem ser permissivas à infecção por SARS-CoV-2, sugerindo vulnerabilidades específicas do sexo masculino.
Ambos os fatores pró e antivirais são altamente expressos nas narinas (no epitélio nasal), com variação potencial dependente da idade, prevendo um importante campo de batalha para deter a infecção pela ação do coronavírus. A análise também sugere que o desenvolvimento embrionário e placentário inicial apresentam risco moderado de infecção.
Por último, a expressão SCARF parece amplamente conservada em um subconjunto de órgãos de primatas examinados. O estudo estabelece um recurso para investigações da biologia e patologia do coronavírus.
“Você pode aprender quais células e órgãos têm maior probabilidade de serem infectados – pelo menos no início de uma infecção”, disse Feschotte. “É muito importante enfatizar isso, porque uma vez que o vírus infecta um determinado tecido, o cenário [genético] pode mudar”.
Sem a capacidade do sistema imunológico de responder rapidamente, disse Feschotte, fatores de restrição de ocorrência natural já presentes nos tecidos representam a principal linha de defesa do corpo contra a SARS-CoV-2.
Mapear os diferentes pontos de entrada do vírus também é essencial para tentar prever para onde o vírus irá depois de entrar no corpo. Além disso, ao identificar as rotas moleculares da infecção, outros pesquisadores podem usar essas áreas como alvos para o desenvolvimento de medicamentos para superar a infecção.
O estudo indica caminhos de entrada alternativos para como o vírus pode entrar nos pulmões, sistema nervoso central e coração. Sua pesquisa também apoia dados clínicos emergentes que mostram que o SARS-CoV-2 também infecta os intestinos, rins e placenta.
Eles observaram que grupos específicos de células dentro da próstata e testículos são susceptíveis de serem permissivos para SARS-CoV-2 e podem ajudar a explicar vulnerabilidades específicas do sexo masculino.
Além disso, este estudo aumenta o conhecimento dos pesquisadores sobre o que acontece quando o vírus interage com os tecidos nasais, um ponto de acesso para a entrada do vírus.
A equipe relatou que o tecido no teto do canal nasal, chamado de epitélio nasal, parece um território de batalha crucial entre o vírus e as células nasais, porque esse tecido mostra alta expressão de genes que tanto facilitam quanto restringem a infecção.
Os pesquisadores acreditam que o resultado da batalha nasal pode ser crítico para determinar o curso de uma infecção. Curiosamente, eles também observaram uma diferença estatística no nível de expressão desses fatores de entrada no tecido nasal de pessoas mais jovens (com menos de 30 anos) versus pessoas mais velhas (com mais de 50).
“Havia significativamente mais células nasais expressando fatores de entrada da SARS-CoV-2 em pessoas idosas do que em jovens”, disse Singh. Embora o tamanho da amostra do grupo fosse muito pequeno para tirar uma conclusão firme, ele disse, se essa tendência se mantiver em coortes maiores, então “isso poderia, em parte, explicar por que os idosos estão ficando mais doentes do que os jovens”.
O outro órgão crucial é a placenta.
“Descobrimos que as células da placenta chamadas trofoblastos parecem ser vulneráveis”, disse ele. “É assustador pensar que, se a placenta pode ser infectada, o vírus pode infectar outros tecidos fetais, com consequências prejudiciais para a saúde do feto, conforme observado com o vírus Zika.”
Feschotte observou que a placenta ainda pode impedir que os recém-nascidos sejam infectados enquanto estão no útero. Os estudos atuais sugerem que a transmissão entre mães infectadas e seus bebês durante o terceiro trimestre da gravidez é muito rara. Mas ele enfatizou que ainda é muito cedo para dizer se há mais risco de transmissão nos estágios iniciais da gravidez e quais consequências isso pode ter no desenvolvimento fetal.
Como parte desse projeto, a equipe também desenvolveu uma interface da web amigável e de acesso aberto, onde qualquer pessoa pode pesquisar a expressão de RNA de uma única célula de SCARFs. Isso facilitará o acesso aos dados que ajudarão os cientistas em todo o mundo.
“Este é um recurso útil para COVID-19, mas talvez também para a próxima pandemia de coronavirus; não que eu queira um”, disse Feschotte. “Mas temos que ser realistas e mais bem preparados. Parte de estar preparado é ter os dados disponíveis. ”
Destaques
- Perfil do transcriptoma de célula única de SCARFs em vários tecidos somáticos e reprodutivos
- Intestino, rins, placenta e espermatogônia parecem mais permissivos para coronavírus
- O epitélio nasal exibe alta expressão de fatores promotores e restritivos
- A expressão do SCARF é conservada nos principais órgãos humanos, chimpanzés e macacos
O trabalho no Feschotte Lab na interação hospedeiro-vírus é financiado pelo National Institutes of Health.
Fontes: Cornell University Jana Wiegand Cell reports
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