Показано е, че инфекцията с SARS-CoV-2 намалява експресията на компонентите на пътя на витамин D

[ad_1]

Неотдавнашно изчислително проучване от Индия включи нерегулиран път на витамин D в патобиологията на инфекцията с тежкия остър респираторен синдром коронавирус 2 (SARS-CoV-2) – и отвори вратата за експериментално валидиране на тези наблюдения. В момента хартията е достъпна на bioRxiv* сървър за предпечат.

Проучване: Доказателства за нерегулиран път на витамин D при инфектиран с SARS-CoV-2 пациент

Голяма катастрофа в общественото здраве поради коронавирусната болест (COVID-19), която е животозастрашаваща болест, причинена от SARS-CoV-2, мобилизира глобалната изследователска общност при дешифрирането на основните механизми и клетъчните пътища, които са отговорни за разнообразието на симптомите, тежест и прогресия на заболяването, както и възстановяване или смърт.

Витамин D е стероиден хормон с множество клетъчни функции; макар дефектен път на витамин D да е свързан с патобиологията на SARS-CoV-2, състоянието на модулираните с витамин D гени в белодробните клетки на заразените пациенти остава неопределено.

Накратко, клетъчните ефекти на витамин D произтичат от неговите негеномни / цитоплазмени ефекти, но също така и от неговите геномни / ядрени ефекти. Следователно, безброй рецептори, ензими и фактори са замесени в това как модулира възпалението и контурите за обратна връзка.

Ето защо изследователите, водени от д-р Биеш Джордж от Центъра за биотехнологии Раджив Ганди (Trivandrum) и Академията за висше образование на Манипал в Индия, проведоха проучване, за да оценят точния статус на пътя на витамин D в SARS-CoV-2 -инфектирани пациенти чрез използване на публични транскриптомни набори от данни и строги изчислителни подходи.

Клетъчни линии, транскриптомични подходи и мрежов анализ

Първоначално изследователите оцениха нивата на експресия на основните компоненти на пътя на витамин D в различни модели на вирусна инфекция, като използваха наборите от данни на проекта Signaling Pathways (SPPD) – сбор от транскриптомни набори от данни, биокурирани от Организацията за сигнализация на ядрения рецептор (NURSA).

Впоследствие белодробните клетки на пациенти с COVID-19 бяха анализирани, за да се оценят основните молекули на пътя на витамин D в три отделни базирани на РНК секвениране на транскриптомни набори от данни за клетки на бронхоалвеоларна промивна течност (BALF), но също така и в човешки белодробни клетки A549, Calu3 и NHBE редове, изразяващи SARS-CoV-2.

И накрая, мрежовият анализ на различни набори гени е извършен с помощта на инструмента Network Analyst 3.0. Освен това е направен анализ на функционалното обогатяване с помощта на Reactome, свободно достъпна онлайн база данни с пътеки с интуитивни инструменти за биоинформатика.

Намалена експресия на компоненти на пътя на витамин D

Накратко, резултатите от това проучване подкрепят идеята за предполагаема връзка между инфекцията на SARS-CoV-2 и намалената експресия на различни компоненти на пътя на витамин D. По-конкретно, имаше намаляване на витамин D и рецептори на ретиноид X, както и CYP27A1 (принадлежащ към семейството гени на цитохром P450) в BALF клетки на пациенти, заразени с вируса.

Експресия на гени, регулирани от витамин D при пациенти с COVID19. а) Броят на откритите гени, припокрити с гени, регулирани от витамин D, и три набора от данни на SARS-COV-2 са обозначени. б) Идентифицирани са 43 гена, които са общи за 3 набора от данни за SARS-COV-2 и също са регулирани от витамин D, в) Стълбовата диаграма показва обобщението на обогатяващия анализ в SARS-COV-2 от Metascape. г) Стълбовата диаграма показва обобщението на анализа на функционалното обогатяване в от Metascape. д) Експресионният статус на тези 43 гена в данните за пациентите с SARS-COV-2 се нанася като топлинна карта. е) Даден е мрежов анализ на 12 гена, намерени нагоре регулирани и в трите набора от данни за пациенти и също регулирани от витамин D. Анализът на функционалното обогатяване на 12 гена с помощта на Reactome идентифицира „Активиране на пре-репликативния комплекс“ като първично обогатяване (ранг 1, удари 9/32 pavlue 3.5e-11), Мрежов анализ на 12 гена, регулирани и в трите SARS-COV- 2 набора от данни за транскриптоми на пациенти. Намерени са гени, функционално свързани с имунната система (ранг 57, 131/1140 pvalue 1.31e-21), отбелязани са.

Експресия на гени, регулирани от витамин D при пациенти с COVID19. а) Броят на откритите гени, припокрити с гени, регулирани от витамин D, и три набора от данни на SARS-COV-2 са обозначени. б) Идентифицирани са 43 гена, които са общи за 3 набора от данни за SARS-COV-2 и също са регулирани от витамин D, в) Стълбовата диаграма показва обобщението на обогатяващия анализ в SARS-COV-2 от Metascape. г) Стълбовата диаграма показва обобщението на анализа на функционалното обогатяване в от Metascape. д) Експресионният статус на тези 43 гена в данните за пациентите с SARS-COV-2 се нанася като топлинна карта. е) Даден е мрежов анализ на 12 гена, намерени нагоре регулирани и в трите набора от данни за пациенти и също регулирани от витамин D. Анализът на функционалното обогатяване на 12 гена с помощта на Reactome идентифицира „Активиране на пре-репликативния комплекс“ като първично обогатяване (ранг 1, удря 9/32 pavlue 3.5e-11), Мрежов анализ на 12 гена, регулирани и в трите SARS-COV- 2 набора от данни за транскриптоми на пациенти. Намерени са гени, функционално свързани с имунната система (ранг 57, 131/1140 pvalue 1.31e-21), отбелязани са.

Освен това, чрез идентифициране на 107 диференцирано експресирани и главно регулирани надолу гени, модулирани от витамин D в транскриптомни набори от данни на клетките на пациентите, е установена ролята на директните и индиректните механизми на генна експресия от нерегулирания витамин D.

Подробен мрежов анализ на такива диференцирано експресирани гени разкрива пътищата на имунната система, сигнализирането на NF-kB / цитокините и регулирането на клетъчния цикъл като основни прогнозни събития, които могат да бъдат засегнати в клетките на такива пациенти.

Друго ново забележително наблюдение е повишаването на експресията на PAK1 (но не и на друго семейство на AKT кинази за оцеляване) в същите набори от проби на SARS-CoV-2 с намалена експресия на компонентите на пътя на витамин D, което предполага потенциална корелационна връзка между тези две явления ” , казват авторите на изследването.

Стъпка към експерименталното валидиране

Всичко казано, ясно е как това проучване дава важна информация за потенциално причинно-следствена връзка между нарушен път на витамин D на много слоеве с инфекции на SARS-CoV-2 при пациенти, което води до нарушаване на регулирането на пътищата надолу по веригата към витамин D.

Тази дисрегулация се характеризира както с регулиране надолу, така и с регулиране нагоре на клетъчните гени на витамин D, което включва молекули, които участват в проинфламаторния Th1 отговор и имунната регулация.

Тези предварителни резултати сега поставят основата за експериментално валидиране на наблюденията и постулациите, направени с помощта на изчислителни подходи “, заключават авторите на изследването въз основа на резултатите от тяхното проучване.

Във всеки случай, с това изследователско усилие се поставя етап за по-големи проучвания, които ще потвърдят дали компрометираният път на витамин D наистина може да повлияе на чувствителността на белодробните клетки към SARS-CoV-2 и ще изясни точната му роля в протеиновите прояви на COVID -19.

*Важно съобщение

medRxiv публикува предварителни научни доклади, които не са рецензирани и следователно не трябва да се считат за убедителни, да ръководят клиничната практика / свързаното със здравето поведение или да се третират като установена информация.

[ad_2]