Dlaczego COVID-19 wpływa tylko na niektóre narządy, a na inne nie?

Jak tłumaczy autor badań dr Ernesto Estrada, w ciężkich przypadkach COVID-19 uszkadza nie tylko płuca, ale może rozprzestrzeniać się także serce, wątrobę, nerki czy układ nerwowy. Jednak poza tymi kilkoma narządami wirus wydaje się nie atakować żadnych innych części naszego ciała.

Naukowiec postanowił wyjaśnić, dlaczego uszkodzenia wywołane SARS-CoV-2 rozprzestrzeniają wybiórczo, a nie równomiernie po całym ciele. Wyszedł z założenia, że - aby dostać się do wnętrza ludzkich komórek - koronawirus musi wejść w interakcję z powszechnym w organizmie białkiem zwanym enzymem konwertującym angiotensynę 2.

„Jest to receptor obecny w większości ludzkich narządów, więc wydawać by się mogło, że krążący po organizmie wirus będzie wnikać do wszystkich organów i oddziaływać na nie - mówi dr Estrada. - Jednak wiemy, że tak się nie dzieje: koronawirus atakuje tylko niektóre narządy, a inne zupełnie omija”.

Badacz dodaje, że wewnątrz komórki białka wirusa wchodzą w interakcje z białkami człowieka, co umożliwia mu wywieranie wpływu na tę komórkę. Estrada postawił tezę, że COVID-19 musi mieć jakąś specyficzną ścieżkę rozprzestrzeniania się, polegającą na tym, że białka z płuc wędrują w inne rejony ciała i wchodzą w interakcje z proteinami w kolejnych narządach.

„Aby dwa białka odnalazły się i utworzyły kompleks, czyli weszły ze sobą w interakcję, muszą poruszać się wewnątrz komórki w sposób subdyfuzyjny” - tłumaczy Estrada. Jak wyjaśnia, ruch taki można porównać do pijanej osoby spacerującej go po zatłoczonej ulicy. Tłum stanowi przeszkodę do nietrzeźwego człowieka, hamując jego przemieszczanie się i utrudniając dotarcie do celu.

Podobnie jest z białkami w komórce: napotykają one na przeszkody w postaci innych białek, które muszą pokonać, aby wejść w interakcję z jeszcze innymi proteinami. Dodatkowym utrudnieniem jest fakt, że czasami białka te pochodzą z różnych komórek i narządów.

Mając to na uwadze, Estrada opracował model matematyczny, który pozwolił mu zidentyfikować grupę 59 białek płuc działających jako ważne aktywatory wpływające na inne ludzkie narządy. Łańcuch interakcji rozpoczynający się właśnie od tych protein wyzwala zmiany w kolejnych białkach, ostatecznie wpływając na funkcjonowanie dalszych organów.

„Celowanie w niektóre z tych 59 białek z płuc, za pomocą już istniejących leków, mogłoby więc potencjalnie zapobiec ich interakcjom z innymi białkami w innych narządach. To z kolei mogłoby uchronić chorego na COVID-19 przed niewydolnością wielonarządową, która w wielu przypadkach prowadzi do śmierci pacjenta” - podsumowuje Estrada.

Więcej - na łamach najnowszego wydania pisma „Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science” http://dx.doi.org/10.1063/5.0015626 (PAP)