По мере старения наша легочная ткань становится более жесткой – и это явление, которое может использовать SARS-CoV-2. Кэролайн Ухлер и Г.В. Шивашанкар изложили свою гипотезу.
Новый коронавирус поражает как молодых, так и старых. Но более тяжелые случаи и более высокие показатели смертности среди пожилых людей. Причина этого пока неизвестна. Некоторые ученые подозревают, что это может быть связано с ослаблением иммунной системы у пожилых людей – ведь известно, что пожилые люди более восприимчивы ко многим инфекционным заболеваниям.
Однако могут быть и другие объяснения. По мере взросления структура, механические свойства и функции клеток нашего организма изменяются. Возможно, что SARS-CoV-2 использует эти условия и лучше размножается в клетках пожилых людей, что, в свою очередь, приведет к более серьезному прогрессированию заболевания. На наш взгляд, стоит более внимательно изучить эту гипотезу. Ибо, если мы сможем точно определить, как вирус ведет себя в клетках пожилых людей, мы узнаем, на какие клетки воздействует лекарство. Эта информация может иметь решающее значение при поиске лекарств против COVID-19.
Укрепление легочной ткани с возрастом
Когда новый коронавирус заражает людей, он сначала поражает клетки слизистой оболочки дыхательных путей. Как только вирус попадает внутрь клетки, он перехватывает свои клеточные процессы, создавая массу новых вирусов, которые клетка в конечном итоге высвобождает – готовые заразить следующую клетку в организме или других людей через капли от чихания или кашля. В то время как новый коронавирус, как было установлено, проникает в клетки как у молодых, так и у пожилых людей, результат часто бывает другим. Почему это должно быть так?
Известно, что ткани легких и дыхательных путей с возрастом укрепляются. Это частично связано с клетками соединительной ткани в этих органах, которые с возрастом откладывают больше белковых волокон в ткани. Жесткость, в свою очередь, оказывает влияние на механические свойства и процессы внутри клеток слизистой оболочки и даже на генетический контроль их клеточных функций . В последние годы мы продемонстрировали эту связь между механикой и функцией клетки.
Поскольку коронавирусы зависят от функций клеток-хозяев, чтобы размножаться, а эти функции, в свою очередь, зависят от механических свойств клетки, мы подозреваем, что механика и функции клеток у пожилых людей могут способствовать размножению вируса. Биопсии или эксперименты на клеточных культурах теперь можно использовать для определения, действительно ли это так.
Следить за поведением
Наши рассуждения могут также указать, на чем следует сконцентрировать дополнительные усилия в поиске лекарств для борьбы с COVID-19. Одним из направлений исследований является блокирование проникновения вируса в клетку. В настоящее время ученые стремятся разработать ингибиторы, чтобы таким образом не заразить клетки вирусом. Учитывая нашу гипотезу и то, что проникновение коронавируса в клетку сходно даже у людей с легкими симптомами, поиск лекарств должен также включать ингибиторы, которые пересекаются с репликацией коронавируса и механическими свойствами клеток.
Мы планируем разработать in-vitro модели и методологию машинного обучения, которые будут хорошо подходить для тестирования эффективности малых молекул, как одобренных препаратов, которые могут быть повторно использованы, так и вновь разработанных. Важно, чтобы исследования SARS-CoV-2 были сосредоточены не только на самом вирусе, но и на том, как вирус ведет себя в клетках молодых и пожилых людей. И мы должны смотреть не только на геномные различия между этими клетками , но также на их механические различия.