SARS-CoV-2 картографирует путь к захвату и разрушению клеток лёгких

Учёные из Бостонского университета создали первую карту молекулярных изменений в клетках лёгких человека при заражении SARS-CoV-2. Используя биоинженерные альвеолярные клетки и масс-спектрометрию, они выявили ключевые белки и пути, которые вирус изменяет для своего размножения.

Механизм захвата клетки

Исследование показало, что SARS-CoV-2 вызывает серьёзные нарушения в двух строго контролируемых процессах здоровых клеток:

• Изменение количества белков.

• Аберрантная модификация белков фосфорилированием — ключевой механизм регуляции их функций.

Эти аномальные изменения помогают вирусу размножаться и в конечном итоге разрушают клетку, что может приводить к обширному повреждению лёгких.

"Вирус использует ресурсы клетки для размножения, избегая атаки иммунной системы. Новые вирусы покидают истощённую и разрушенную клетку, которая самоуничтожается, и процесс повторяется в других клетках", — объясняет профессор биохимии Эндрю Эмили.

Динамика изменений

Учёные проанализировали изменения в клетках от 1 до 24 часов после заражения:

• Ранние изменения (1, 3, 6 часов): SARS-CoV-2 индуцирует значительные сдвиги уже через час после инфицирования, закладывая основу для полного захвата клетки.
• Поздние изменения (24 часа): По сравнению с незаражёнными клетками, инфицированные демонстрируют драматические изменения в количестве тысяч белков и событий фосфорилирования.

Для анализа белки из клеток в разные моменты времени экстрагировали и метили уникальными "тандемными масс-тегами" (tandem mass tag), что позволило масс-спектрометру точно определить их количество и уровень фосфорилирования.

Терапевтические перспективы

Анализ данных выявил не менее 18 ранее одобренных клинических препаратов (разработанных для других заболеваний), которые потенциально можно перепрофилировать для терапии COVID-19. Эти препараты показали исключительную способность блокировать размножение SARS-CoV-2 в клетках лёгких.

Исследователи подчёркивают важность использования именно клеток лёгких, которые больше всего страдают у пациентов, а не других модельных систем, чтобы получить уникальные и релевантные данные.