SARS-CoV-2-infektion orsakar covid-19. Närvaron av viruset i hjärtvävnaden hos patienter med COVID-19 tyder på att detta är en direkt, snarare än sekundär, effekt av infektion. Människor infekterade med Covid-19 löper en betydligt högre risk för att utveckla hjärtmuskelinflammation, onormal hjärtrytm, blodproppar, stroke, hjärtinfarkt och hjärtsvikt under minst ett år efter infektion jämfört med de som inte har blivit infekterade med viruset.
Men forskare har snabbt utvecklat vacciner och mediciner för att minska svårighetsgraden av COVID-19-sjukdomen; dessa terapier skyddar inte hjärta eller andra organ från skada.
Forskare vid University of Maryland School of Medicine (UMSOM) Center for Precision Disease Modeling identifierade hur SARS-CoV-2 skadar hjärtvävnaden.
Förra året, i forskning som involverade fruktflugor och mänskliga celler, upptäcktes de mest dödliga SARS-CoV-2-proteinerna. De fann att ett lovande läkemedel selinexor minskade toxiciteten hos ett av dessa proteiner men inte det andra, känt som Nsp6.
I denna studie fann forskare att Nsp6 var det giftigaste SARS-CoV-2-proteinet i flughjärtat. De upptäckte sedan att Nsp6-proteinet kapade fruktflugans hjärtceller för att aktivera glykolysprocessen, vilket gjorde att cellerna kunde bränna sockret glukos för energi. Hjärtceller använder vanligtvis fettsyror som energikälla, men under hjärtsviktNär dessa celler försöker läka den skadade vävnaden omvandlas de till sockermetabolism. Forskarna upptäckte att Nsp6-proteinet störde mitokondrierna, kraftpaketet i cellen som använder sockermetabolism för att göra energi.
Senare, med hjälp av läkemedlet 2-deoxi-D-glukos (2DG), blockerade forskare sockermetabolismen i fruktflugor och mushjärtceller. De fann att drogen minskade hjärtat och mitokondrier skada orsakas av virusproteinet Nsp6.
Seniorförfattaren Zhe Han, Ph.D., professor i medicin och chef för Center for Precision Disease Modeling vid UMSOM, sa: "Vi vet att vissa virus kapar det infekterade djurets cellmaskineri för att ändra dess metabolism för att stjäla cellens energikälla, så vi misstänker att SARS-CoV-2 gör något liknande. Virusen kan också använda biprodukterna från sockermetabolismen som byggstenar för att göra fler virus. Så vi förutspår att detta läkemedel som ändrar ämnesomsättningen i hjärtat tillbaka till vad det var innan infektionen skulle vara dåligt för viruset genom att avbryta dess energiförsörjning och eliminera de delar som det behöver för att replikera."
Forskare noterade, "Lyckligtvis är 2DG billigt och används regelbundet i laboratorieforskning. Även om 2DG inte har godkänts av US Food and Drug Administration för att behandla sjukdomar, är läkemedlet för närvarande i kliniska prövningar för behandling av COVID-19 i Indien."
Mark T. Gladwin, MD, vicepresident för medicinska frågor vid University of Maryland, Baltimore, och John Z. och Akiko K. Bowers framstående professor och dekanus, UMSOM, sade, "Alltför många amerikaner som har återhämtat sig från COVID hamnar i farliga hjärtsjukdomar veckor eller månader senare, och vi måste lära oss de grundläggande orsakerna till varför detta händer. Med den här forskningen som klargör vägarna för Nsp6-proteinet kan vi förfina de behandlingar vi riktar in oss på för framtida forskning med det yttersta målet att vända ytterligare hjärtskador hos dessa patienter."
Tidskriftsreferens:
- Zhu, Jy., Wang, G., Huang, X. et al. SARS-CoV-2 Nsp6 skadar Drosophila hjärt- och muskardiomyocyter genom MGA/MAX-komplexmedierad ökad glykolys. Kommun Biol 5, 1039 (2022). DOI: 10.1038/s42003-022-03986-6
