В недавнем исследовании, опубликованном в Nature Communications , исследователи продемонстрировали заражение жировой ткани человека коронавирусом тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2).

Фон

Ожирение увеличивает риск тяжелого течения коронавирусной болезни 2019 (COVID-19). Клетки в жировой ткани экспрессируют ангиотензинпревращающий фермент 2 (ACE2), а наличие липидных капель способствует репликации вируса и воспалительному инсульту. Пандемия COVID-19 непропорционально сильно затронула мужчин, при этом среди мужского населения частота тяжелых заболеваний выше, чем среди женщин.

Более того, распределение жира между полами различается: у женщин больше подкожного жира, а у мужчин больше висцерального жира. Таким образом, расшифровка того, как жировые депо способствуют инфекции SARS-CoV-2, имеет важное значение для понимания вклада жировой ткани в патофизиологию COVID-19.

Исследование и выводы

В настоящем исследовании исследователи оценили жировые ткани на наличие признаков инфекции SARS-CoV-2. Они проанализировали вскрытие образцов жировой ткани пациентов с COVID-19. РНК SARS-CoV-2 была обнаружена в 49% (23 из 47) протестированных образцов, что позволяет предположить, что жир служит внелегочным местом для РНК SARS-CoV-2 у умерших пациентов с COVID-19.

Спайковый белок SARS-CoV-2 был обнаружен в жировой ткани людей с вирусным геномом в жире. Адипоциты также были среди клеток, инфицированных SARS-CoV-2. Вирусная нагрузка в жировой ткани сильно различалась у разных людей. Статистических ассоциаций вирусной нагрузки в жировой ткани с возрастом, полом, массой тела и индексом массы тела (ИМТ) обнаружено не было.

Затем исследователи оценили способность SARS-CoV-2 размножаться в жировых клетках из разных анатомических областей. Различия жировых депо сравнивали in vitro с использованием первичных стромально-сосудистых клеток из висцеральной или подкожной жировой ткани у пациентов, перенесших абдоминальную операцию. Эти клетки были дифференцированы в адипоциты с использованием оптимизированного протокола. Различий между клетками, полученными из висцеральной (Vis AD) и подкожной (Sub AD) жировой ткани, не наблюдалось.

Вирусная нагрузка увеличивалась со временем после заражения этих дифференцированных клеток наследственной линией B SARS-CoV-2. Способность SARS-CoV-2 (линия B) к репликации в клетках Vis AD и Sub AD была подтверждена методом иммунофлуоресценции. Примечательно, что вирусная нагрузка в клетках Vis AD была в 240 раз выше, чем в клетках Sub AD через 24 часа после заражения (hpi).

Авторы наблюдали более чем в 770 раз больше инфекционных вирусных частиц в клетках Vis AD, чем в клетках Sub AD при 24 HPI в анализах образования бляшек. Клетки Vis AD и Sub AD экспрессировали ACE2. Тем не менее, клетки Vis AD имели более высокие уровни мРНК и белка ACE2, чем клетки Sub AD, что означает, что разница в восприимчивости этих клеток к SARS-CoV-2 частично определяется содержанием ACE2.

Затем они исследовали, были ли эти клетки одинаково восприимчивы к SARS-CoV-2 Gamma (P.1), варианту, вызывающему озабоченность (VOC). Вирусная нагрузка (P.1) в клетках Vis AD при 24 HPI была в 17 раз ниже, чем в клетках, инфицированных SARS-CoV-2 (B), но в 35 раз выше, чем в клетках Sub AD. Клетки Sub AD не показали различий между вирусными нагрузками SARS-CoV-2 (B) и SARS-CoV-2 (P.1).

Заражение клеток Vis AD и Sub AD вирусом SARS-CoV-2 (B) вызывало выраженные изменения протеомных профилей при 24 hpi. Большинство дифференциально экспрессируемых белков были подавлены. Более 900 (из 1415) белков в клетках Vis AD и 774 (из 1719) в клетках Sub AD были значительно изменены SARS-CoV-2 (B).

Кроме того, инфекция варианта P.1 аналогичным образом приводила к подавлению белка в клетках Sub AD. Из 1446 (дифференциально экспрессируемых) белков в клетках Vis AD 836 были значительно изменены вариантом P.1. Точно так же 712 (из 1521) белков в клетках Sub AD были значительно изменены SARS-CoV-2 (P.1). При оценке протеома клеток Vis AD на наличие белков, участвующих в сигнальном пути интерферона (IFN), было обнаружено, что семь белков изменены SARS-CoV-2 (P.1); пять из них были активированы.

Напротив, шесть белков были изменены SARS-CoV-2 (B) в клетках Vis AD; пять были подавлены. Эти результаты подразумевают дифференциальный противовирусный ответ висцеральной жировой ткани на разные линии SARS-CoV-2. Кроме того, авторы обнаружили повышенные исходные уровни генов IFN-альфа ( IFNA ) и интерлейкина-6 ( IL6) в клетках Vis AD, чем в клетках Sub AD. Однако уровни IL1B были ниже в клетках Vis AD. В целом после воздействия SARS-CoV-2 в клетках наблюдался ослабленный цитокиновый ответ (P.1).

Выводы

Таким образом, исследовательская группа продемонстрировала, что SARS-CoV-2 поражает жировую ткань человека. Примечательно, что хотя в инфицированных клетках происходит значительная гибель клеток, независимо от происхождения вируса и клеточного происхождения, висцеральные жировые клетки по своей природе более уязвимы для инфекции. Несмотря на выраженный провоспалительный ответ, в клетках висцерального жира, инфицированных SARS-CoV-2, наблюдалось подавление белков, участвующих в передаче сигналов IFN (B).

Напротив, белки, участвующие в передаче сигналов IFN, активируются при инфекции SARS-CoV-2 (P.1) с легкой индукцией провоспалительных маркеров. В целом, результаты показывают, что инфекция жировой ткани является клинически значимой особенностью COVID-19 и ее следует учитывать при оценке влияния ЛОС на патогенез.