В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Science Translational Medicine , исследователи оценили связь между жировыми тканями (AT) и коронавирусной болезнью 2019 (COVID-19) путем оценки случаев вскрытия COVID-19 и профилирования ответов AT на тяжелый острый респираторный синдром коронавирус 2 (SARS-19). CoV-2) инфекции .

В исследованиях сообщается, что ожирение является фактором риска развития, тяжести и связанной с ним смертности от инфекций SARS-CoV-2, независимо от возраста и сопутствующих заболеваний. Ожирение характеризуется вялотекущим и хроническим воспалением АТ. Ожирение может быть связано с неблагоприятными исходами инфекции SARS-CoV-2 из-за (i) легочных нарушений, (ii) состояния гиперкоагуляции и распространенного системного воспаления, (iii) нарушения иммунологических реакций, (iv) повышенного риска эндотоксемии у лиц с ожирением, или (v) прямой инфекцией АТ SARS-CoV-2. Механизмы, лежащие в основе ассоциации, не были хорошо охарактеризованы и требуют дальнейшего изучения.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи изучили, способствует ли инфицирование AT SARS-CoV-2 патогенезу COVID-19.

Количественный анализ полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) в режиме реального времени был проведен для обнаружения присутствия SARS-CoV-2 в образцах AT, сердца, почек и легких у лиц, подвергшихся вскрытию. Впоследствии была проведена гибридизация рибонуклеиновой кислоты (РНК) in situ (ISH) на эпикардиальной AT (EAT) и легочных тканях, полученных при вскрытии. Кроме того, в качестве контроля были получены образцы от пациентов без COVID-19.

Кроме того, были зарегистрированы участники, перенесшие кардиоторакальную или бариатрическую операцию, и зрелые адипоциты были извлечены из образцов их висцеральной AT (VAT), подкожной AT (SAT), перикардиальной AT (PAT) и эпикардиальной AT. Адипоциты, полученные из PAT, дифференцированные из преадипоцитов, были инфицированы SARS-CoV-2 для оценки экспрессии их ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2).

Полноразмерный ACE2 (от экзона 2 до экзона 3), изоформы AC2 (от экзона 9a до экзона 10) и общий ACE2 (от экзона 17 до экзона 18) оценивали с использованием ACE2-экспрессирующего и ACE2-неэкспрессирующего A549 (линия клеток аденокарциномы человека ) клетки. Кроме того, экспрессию ACE2 оценивали с помощью АТ (антител), специфичных к С- и N-концам SARS-CoV-2.

Gaia Herbs, Mighty Lungs, 60 веганских жидких фито-капсул

Кроме того, SVC (стромальные сосудистые клетки) из AT человека были инфицированы SARS-CoV-2 и оценивались с помощью анализа RT-qPCR [на наличие гена нуклеокапсида (N) SARS-CoV-2], анализа бляшек и проточной цитометрии ( ФК) анализ. Продукция белка SARS-CoV-2 оценивалась среди шести типов SVC, т. е. макрофагов, преадипоцитов, дендритных клеток, эндотелиальных клеток и Т- и В-лимфоцитов, а также MDM человека (моноцитарные макрофаги) также были инфицированы для получения большего количества макрофагов.

Экспрессия медиаторов воспаления, таких как фактор некроза опухоли-альфа (TNFα), интерлейкин-6 (IL-6) и гены, связанные с интерфероном (IFN) [IFN альфа-1 (IFNα1), IGN бета-1 (IFNβ1), IFN-стимулированные ген 15 (ISG15), индуцируемый IFN-α белок 27 (IFI27) и ген немедленного раннего ответа (IER3)] инфицированными SVC, полученными из VAT, SC AT, дифференцированных адипоцитов и клеток A549-ACE2.  

Анализ секвенирования одноклеточной РНК (scRNA-seq) был выполнен на ВПВ VAT и SC AT у пациентов с бариатрической хирургией (n = 3), в результате чего было получено 198 759 профилей одиночных клеток. Кроме того, дифференциально экспрессируемые гены (DEG) между инфицированными SARS-CoV-2 и неинфицированными преадипоцитами оценивали с помощью GSEA (анализ обогащения набора генов) на основе базы данных REACTOME, а также анализ UMAP (аппроксимация и проекция однородного множества).

Полученные результаты

РНК SARS-CoV-2 была обнаружена среди EAT, VAT и SAT среди семи образцов вскрытия со средним значением Ct (порог цикла) 33 и сопоставимыми уровнями среди образцов AT, сердца и почек. Вирусная нагрузка была связана с воспалительной клеточной инфильтрацией и двумя отличительными мишенями инфекций SARS-CoV-2: адипоцитами и воспалительными AT-резидентными макрофагами. Кроме того, SARS-CoV-2 N был обнаружен среди инфицированных зрелых адипоцитов из VAT и SAT, что свидетельствует о репликации вируса.

Продуктивная инфекция адипоцитов дифференцировалась от мезенхимальных стволовых клеток (МСК), что указывает на то, что адипоциты были восприимчивы к SARS-CoV-2. Макрофаги были инфицированы абортивно; однако вирус инициировал воспалительные реакции инфицированных макрофагов и сторонних преадипоцитов. Ни макрофаги, ни адипоциты, находящиеся в воспаленных тканях, не показали последовательной экспрессии ACE2, что указывает на то, что проникновение SARS-CoV-2 не зависит от ACE2, что является важным фактором при разработке терапевтических средств для улучшения исходов COVID-19.

Преадипоциты SAT постоянно демонстрировали более сильное возмущение, чем висцеральные преадипоциты, при заражении SARS-CoV-2. Полноразмерный ACE2 был идентифицирован среди дифференцированных адипоцитов, но не в преадипоцитах и ​​только в одном образце зрелых адипоцитов. Среди инфицированных SVC, полученных из SAT и VAT, повышена регуляция IL-6, IFNA1, IFNB1 и ISG15.

IFI27 индуцировался в клетках A549, экспрессирующих ACE2, после инфекции SARS-CoV-2, но не среди инфицированных SVC, а IFNβ1 умеренно индуцировался после дифференцированной инфекции преадипоцитов. Таким образом, инфицирование AT SARS-CoV-2 индуцирует ответы против SARS-CoV-2, которые со временем изменяются и приглушаются среди адипоцитов по сравнению с SVC.

Инфицирование ВПВ, полученных из SAT или VAT, вирусом SARS-CoV-2 вызывало активацию тромбоцитарного фактора роста (PDGF)-AA, AB/BB, гамма-индуцированного белка IFN (IP)-10, IL-4, 13. и другие цитокины 2 типа с повышенной экспрессией хемокинов лиганда хемокинов мотива СС (CCL)-3,4,8 среди макрофагов. Полученные данные показывают, что инфекция SARS-CoV-2 при AT-инфекции стимулирует экспрессию воспалительных цитокинов, связанных с тяжестью COVID-19, в первую очередь опосредованную SVC.

В целом результаты исследования показали, что инфицирование AT SARS-CoV-2 может способствовать ухудшению течения COVID-19 за счет репликации SARS-CoV-2 в адипоцитах и ​​индукции локального и системного воспаления, вызванного инфекцией резидентных AT макрофагов.