Ο κορωνοϊός SARS-Cov-2 μπορεί να προκαλέσει σοβαρή βλάβη οργάνων στον άνθρωπο. Οι καρδιακές επιπλοκές είναι μία από τις πιθανές συνέπειες μιας λοίμωξης. Επιπλέον, ο ιός επιτίθεται απευθείας στην καρδιά, μπορεί να προκαλέσει μυοκαρδίτιδα και να οδηγήσει σε καρδιακή ανεπάρκεια. Η Δρ. Nazha Hamdani, επικεφαλής του ερευνητικού τμήματος για τη μοριακή και πειραματική καρδιολογία στο πανεπιστημιακό νοσοκομείο του Μπόχουμ, παρακολούθησε λεπτομερώς το ταξίδι του ιού.
Αυτή και η ομάδα της ανακάλυψαν ότι ο SARS-Cov-2 μολύνει τα ανθρώπινα καρδιακά μυϊκά κύτταρα και ότι αυτή η μόλυνση τροφοδοτείται κυρίως από φλεγμονή και οξειδωτικό στρες. Αυτό συμβαίνει κυρίως σε ασθενείς με συννοσηρότητες όπως η παχυσαρκία, ο διαβήτης και η υπέρταση. Το International Journal of Cardiology δημοσίευσε ένα άρθρο σχετικά με αυτά τα ευρήματα.
Για να εντοπίσει τον νέο μηχανισμό εισόδου, η ερευνητική ομάδα του πανεπιστημιακού νοσοκομείου χρησιμοποίησε ιστοχημικές μεθόδους και μικροσκόπηση για να αναλύσει τις δομές του καρδιακού ιστού από ασθενείς που πάσχουν από COVID-19 και όσους πέθαναν από ή με τη νόσο. Σε ένα πρώτο βήμα, παρείχαν στοιχεία ότι ο ιός μπορεί πράγματι να ανιχνευθεί απευθείας στα κύτταρα του καρδιακού μυός. «Οι παρατηρήσεις μας δείχνουν ότι ο ιός ασκεί πίεση στον καρδιακό μυ, επιτίθεται και αποδυναμώνει τη συσταλτική δύναμη, δηλαδή τη λειτουργία άντλησης της καρδιάς», λέει η Hamdani.
Πώς όμως εισέρχεται ο ιός στην καρδιά; Ποιοι μηχανισμοί διευκολύνουν τη διείσδυση του ιού στα κύτταρα του καρδιακού μυός; Η ερευνητική ομάδα έδειξε ότι ένας πιθανός μηχανισμός δυσλειτουργίας των καρδιακών μυϊκών κυττάρων σε ασθενείς με SARS-Cov-2 είναι η ενεργοποίηση ορισμένων ενζύμων που υποβαθμίζουν τις πρωτεΐνες. Στην πραγματικότητα, η ομάδα εντόπισε μια αυξημένη λεγόμενη πρωτεολυτική δραστηριότητα.
Αυτό υποδηλώνει ότι ο SARS-Cov-2 εισέρχεται στα κύτταρα ως αποτέλεσμα της ενεργοποίησης της πρωτεΐνης ακίδας από ένζυμα που είναι υπεύθυνα για την αποικοδόμηση των πρωτεϊνών και ότι η είσοδός του στα κύτταρα εξαρτάται από αυτά τα ένζυμα αποικοδόμησης. Επιπλέον, η ομάδα της Hamdani ερεύνησε πρωτεΐνες που είναι υπεύθυνες για την απόπτωση, δηλαδή την κυτταρική αυτοκτονία. Η ομάδα έδειξε ότι ενώ οι αποπτωτικές πρωτεΐνες είχαν αυξημένη δραστηριότητα, η έκφρασή τους μειώθηκε δραστικά. «Αυτό δείχνει ότι οι πρωτεΐνες διασπώνται και η απόπτωση ενεργοποιείται», εξηγεί η Hamdani. «Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η απόπτωση συμβάλλει στην επιδείνωση της καρδιακής συσταλτικότητας που παρατηρείται σε ασθενείς με SARS-Cov-2».
Στο επόμενο βήμα, η ομάδα ξεκίνησε να διερευνήσει τι προάγει την αυξημένη πρωτεολυτική δραστηριότητα και την απόπτωση των καρδιακών μυοκυττάρων.
Η μελέτη έδειξε ότι το οξειδωτικό στρες και το προφλεγμονώδες περιβάλλον επιδεινώνουν τη βλάβη που σχετίζεται με τον SARS-Cov-2. Η εστίαση εδώ ήταν στα ουδετερόφιλα. Τα ουδετερόφιλα είναι ένας από τους κύριους τύπους κυττάρων που απελευθερώνουν πρωτεολυτικά ένζυμα. Παίζουν ουσιαστικό ρόλο κατά τη διάρκεια μιας φλεγμονώδους απόκρισης. Κινητοποιούνται γρήγορα από την κυκλοφορία του αίματος στον κατεστραμμένο ιστό. Δεδομένου ότι τα πρωτεολυτικά ένζυμα απελευθερώνονται συχνότερα σε ασθενείς με SARS-Cov-2, η ομάδα της Hamdani ανέλυσε την οδό σηματοδότησης, πιο συγκεκριμένα την κυκλοφορία ουδετερόφιλων που καθοδηγείται από την ιντερλευκίνη-6. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι οδοί φλεγμονώδους σηματοδότησης στα καρδιακά μυοκύτταρα ήταν ιδιαίτερα ρυθμισμένες -η ιντερλευκίνη-6 ήταν πολύ αυξημένη- υποδηλώνοντας έναν βασικό ρόλο για αυτά τα λευκά αιμοσφαίρια στον COVID-19 και τις σχετικές φλεγμονώδεις παθολογίες.
Επιπλέον, οι ερευνητές υποστήριξαν τα υπάρχοντα ευρήματα ότι ο ιός χρησιμοποιεί επίσης την πρωτεΐνη νευροπιλίνη-1 (NRP-1) ως πύλη εισόδου στα κύτταρα.
Η έρευνα της Hamdani δείχνει ότι ο κορωνοϊός έχει πολλούς μηχανισμούς στη διάθεσή του για να εξαπλωθεί στα ανθρώπινα όργανα.
«Ο SARS-Cov-2 μπορεί να εξαπλωθεί στη μολυσμένη καρδιά με τρόπο εξαρτώμενο από υποδοχείς και ανεξάρτητα από υποδοχείς. Εξετάσαμε επίσης έναν άλλο μηχανισμό με τον οποίο ο ιός μπορεί να αποκτήσει πρόσβαση στα κύτταρα του καρδιακού μυός, συμβάλλοντας έτσι στη δυσλειτουργία του ενδοθηλίου. Σύντομα θα είμαστε σε θέση να δημοσιεύσουμε αυτά τα αποτελέσματα», είπε η Hamdani.
