COVID-19는 심장 및 기타 장기에서 미토콘드리아 기능 장애를 유발합니다.

SARS-CoV-2 바이러스로 인한 COVID-19 대유행이 시작된 이래로 연구원들은 이 바이러스가 대부분의 코로나바이러스와 비교하여 장기적으로 부정적인 영향을 미치는 이유를 파악하기 위해 노력해 왔습니다. 이제 필라델피아 어린이 병원(CHOP) 팀과 COVID-19 국제 연구팀(COV-IRT)이 이끄는 다기관 연구원 컨소시엄은 우리 세포의 에너지 생산자인 미토콘드리아의 유전자가 바이러스에 의해 부정적인 영향을 받아 폐 이외의 여러 기관에서 기능 장애를 일으킬 수 있습니다. Science Translational Medicine 저널에서 오늘 온라인으로 발표한 이 발견은 COVID-19 치료를 위한 새로운 접근 방식을 제안합니다.

미토콘드리아는 우리 몸의 모든 세포에서 발견됩니다. 미토콘드리아 생성을 담당하는 유전자는 우리 세포의 핵에 위치한 핵 DNA와 각 미토콘드리아 내에 위치한 미토콘드리아 DNA(mtDNA) 모두에 걸쳐 분산되어 있습니다. 이전 연구에서는 SARS-CoV-2 단백질이 숙주 세포의 미토콘드리아 단백질에 결합하여 잠재적으로 미토콘드리아 기능 장애를 일으킬 수 있음을 보여주었습니다.

SARS-CoV-2가 미토콘드리아에 미치는 영향을 이해하기 위해 COV-IRT 동료와 함께 CHOP의 CMEM(Center for Mitochondrial and Epigenomic Medicine) 연구원은 미토콘드리아 유전자 발현을 분석하여 바이러스로 인한 차이를 탐지하고자 했습니다. 이를 위해 그들은 영향을 받은 환자와 동물 모델의 비인두 조직과 부검 조직의 조합을 분석했습니다.

“인간 환자의 조직 샘플을 통해 우리는 미토콘드리아 유전자 발현이 질병 진행의 시작과 끝에서 어떻게 영향을 받는지 볼 수 있었고, 동물 모델을 통해 공백을 채우고 시간이 지남에 따라 유전자 발현 차이의 진행을 볼 수 있었습니다.” 이 연구의 제1저자인 CHOP의 CMEM 박사후 연구원인 Joseph Guarnieri 박사는 말했다.

이 연구는 부검 조직에서 미토콘드리아 유전자 발현이 폐에서 회복되었지만 미토콘드리아 기능은 신장과 간뿐만 아니라 심장에서도 억제된 상태로 남아 있음을 발견했습니다. 동물 모델을 연구하고 폐에서 바이러스 부하가 최고조에 달하는 시간을 측정했을 때 뇌에서 SARS-CoV-2가 관찰되지 않았음에도 불구하고 소뇌에서 미토콘드리아 유전자 발현이 억제되었습니다. 추가 동물 모델은 SARS-CoV-2 감염의 중간 단계에서 폐의 미토콘드리아 기능이 회복되기 시작했음을 밝혔습니다.

종합하면, 이러한 결과는 숙주 세포가 폐와 관련된 방식으로 초기 감염에 반응하지만 시간이 지남에 따라 폐의 미토콘드리아 기능이 회복되는 반면 다른 기관, 특히 심장에서는 미토콘드리아 기능이 손상된 상태로 남아 있음을 보여줍니다.

공동 선임 저자인 Douglas C. Wallace 박사는 “이 연구는 우리가 COVID-19를 상부 호흡기 질환으로 보는 것을 중단하고 여러 장기에 영향을 미치는 전신 장애로 보기 시작해야 한다는 강력한 증거를 제공합니다”라고 말했습니다. CHOP의 CMEM 이사. “우리가 폐 이외의 기관에서 관찰한 지속적인 기능 장애는 미토콘드리아 기능 장애가 이러한 환자의 내부 장기에 장기적인 손상을 일으킬 수 있음을 시사합니다.”

이 데이터를 사용하는 향후 연구에서는 전신 면역 및 염증 반응이 일부 환자에서 어떻게 더 심각한 질병을 일으킬 수 있는지 연구할 것이지만, 연구팀은 미토콘드리아 기능을 조절하는 것으로 밝혀진 microRNA 2392(miR-2392)에서 잠재적인 치료 표적을 찾았습니다. 이 연구에 사용된 인간 조직 샘플에서.

“이 microRNA는 SARS-CoV-2에 감염된 환자의 혈액에서 상향조절되었는데, 이는 우리가 일반적으로 예상할 수 있는 것이 아닙니다.”라고 The Broad Institute의 객원 연구원이자 생물통계학자인 Afshin Beheshti 박사는 말했습니다. , COV-IRT의 창립자이자 회장입니다. “이 microRNA를 중화하면 바이러스 복제를 방해하여 질병과 관련된 더 심각한 합병증의 위험이 있는 환자에게 추가 치료 옵션을 제공할 수 있습니다.”

올해 초 게이츠 재단은 세계 인구 사이의 mtDNA 변이가 미토콘드리아 기능에 영향을 미쳐 SARS-CoV-2에 대한 개인의 민감도에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지에 대한 연구를 위해 Wallace 박사와 CMEM에 자금을 제공했습니다. Wallace에 따르면 SARS-CoV-2가 미토콘드리아 기능에 현저하게 영향을 미친다는 시연은 미토콘드리아 기능의 개인차가 COVID-19의 개인 중증도에 요인이 될 수 있다는 가설을 뒷받침합니다.

이 작업은 또한 교내 연구부, NIAID, NIH 및 부분적으로 Bill & Melinda Gates Foundation 교부금 INV-046722에 의해 지원되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/08/230810180123.htm