Melatonin produkovaný v plicích zabraňuje infekci COVID-19

Hormon působí jako bariéra proti SARS-CoV-2 a blokuje expresi genů, které kódují proteiny v buňkách, které slouží jako vstupní virové body, podle studie vědců z univerzity v Sao Paulu. Zápočet: NIAID / NIH

Hormon působí jako bariéra SARS-CoV-2podle studie vědců z univerzity v Sao Paulu blokováním exprese genů kódujících proteiny v buňkách, které slouží jako vstupní virové body.

Melatonin syntetizovaný v plicích působí jako bariéra proti SARS-CoV-2 a brání expresi genů kódujících proteiny v buňkách, jako jsou nosní makrofágy a plicní alveoly a epiteliální buňky lemující alveoly, což jsou všechny vstupní body viru. Hormon proto brání infekci těchto buněk virem a inhibuje imunitní odpověď, takže virus zůstává v dýchacích cestách několik dní, aby si nakonec našel jiného hostitele.

Objev vědců z brazilské univerzity v Sao Paulu pomáhá pochopit, proč někteří lidé nejsou infikováni nebo nevykazují žádné příznaky COVID-19 i když byla RT-PCR spolehlivě diagnostikována jako nosič viru. Kromě toho nabízí možnost nazální aplikace melatoninu v kapkách nebo ve formě spreje, aby se zabránilo rozvoji onemocnění u předsymptomatických pacientů.

K prokázání terapeutické účinnosti melatoninu proti viru budou zapotřebí preklinické a klinické studie, zdůrazňují vědci v článku o studii publikované v časopise Výzkum melatoninu.

Studii podpořil FAPESP.

„Ukázali jsme, že melatonin produkovaný v plicích působí jako bariéra proti SARS-CoV-2, brání viru ve vstupu do epitelu, aktivuje imunitní systém a spouští produkci protilátek,“ uvedla Regina Pekelmann Markus, profesorka na USP Institute of Biosciences (IB) a hlavní výzkumný pracovník projektu, uvedla Agência FAPESP.

“Tento mechanismus působení plicního melatoninu musí zahrnovat i další respirační viry, jako je chřipka,” dodala.

Marcus začal zkoumat melatonin v 90. letech. Studie zahrnující hlodavce ukázala, že hormon produkovaný epifýzou v mozku v noci, který tělu říká, že denní světlo je pryč a že by se měl připravit na spánek, může být produkován v jiných orgánech, jako jsou plíce.

Ve studii zahrnující také hlodavce, publikované počátkem roku 2020 Journal of Pineal Research„Marcus et al. Prokázali, že obyvatelé makrofágů v plicním vzdušném prostoru absorbují (fagocytují) částice znečištění. Tento agresivní stimul vyvolal produkci melatoninu a dalších molekul v makrofágech, zachytil částice ve vzduchu, který zvířata dýchají, a stimuloval produkci hlenu, kašel a vykašlávání, aby vyloučil částice z dýchacích cest.

Když blokovali syntézu melatoninu rezidentními makrofágy, vědci si všimli, že částice vstoupily do krevního oběhu a rozšířily se po celém těle, dokonce napadly mozek.

Na základě zjištění, že melatonin produkovaný v plicích změnil vstupní body částic v důsledku znečištění ovzduší, se Markus a spolupracovníci rozhodli prozkoumat, zda má hormon stejnou funkci ve srovnání s SARS-CoV-2. „Pokud tomu tak je, virus se nebude schopen vázat na receptor ACE-2 na buňkách, vstoupit do epitelu a infikovat organismus,“ uvedl Marcus.

Analýza genové exprese

K testování této hypotézy vědci analyzovali 455 genů spojených v literatuře s komorbiditami COVID-19, interakcí mezi SARS-CoV-2 a lidskými proteiny a virovými vstupními body. Geny byly identifikovány ve studiích prováděných mimo jiné Helder Nakaya, profesorem na USP School of Pharmaceutical Sciences (FCF) a spoluautorem studie o melatoninu v plicích.

Z této skupiny genů vybrali 212 genů zapojených do vstupu virových buněk, intracelulárního obchodování, mitochondriální aktivity a transkripčních a posttranslačních procesů za účelem vytvoření fyziologického podpisu COVID-19.

Použití RNA sekvenováním dat získaných z veřejné databáze kvantifikovali hladinu exprese 212 genů s podpisem COVID-19 ve 288 vzorcích ze zdravých lidských plic.

Poté spojili tyto úrovně genové exprese s genovým indexem, který na základě jejich analýzy plic u zdravých hlodavců hodnotil schopnost plic syntetizovat melatonin (MEL-index). Zjistili, že čím nižší je index, tím vyšší je úroveň exprese genů kódujících proteiny pro rezidentní makrofágy a epiteliální buňky.

Index také negativně koreloval s geny, které modifikují proteiny v buněčném receptoru CD147, vstupním bodu viru do makrofágů a dalších imunitních buněk, což naznačuje, že normální produkce melatoninu v plicích může být přirozeným ochráncem proti viru.

Výsledky jsou podporovány třemi statistickými technikami: Pearsonovým testem, který měří stupeň lineární korelace mezi dvěma proměnnými; analýza obohacení genu; a nástroj pro síťovou analýzu, který mapuje spojení mezi nejvýraznějšími geny pro porovnání stejné sady genů v různých státech. Ten byl vyvinut Marcosem Buckeridgeem, profesorem na IB-USP a také spoluautorem studie.

„Zjistili jsme, že když byl index MEL vysoký, vstupní body viru v plicích byly uzavřeny, a když byl nízký,„ dveře “byly otevřené. Když jsou dveře zavřené, virus chvíli putuje vzdušným prostorem plic a poté se snaží uniknout při hledání jiného hostitele, “řekl Markus.

Protože plicní melatonin inhibuje transkripci těchto genů kódujících proteiny pro vstupní virové buňky, může aplikace melatoninu přímo do plic ve formě kapek nebo sprejů virus blokovat. Je však zapotřebí dalšího výzkumu, aby se prokázalo, že tomu tak skutečně je, poznamenávají vědci.

Další myšlenkou může být použití indexu MEL, metrického indikátoru plicního melatoninu, jako prognostického biomarkeru pro detekci asymptomatických nosičů SARS-CoV-2.

Odkaz: „Melatoninový index jako biomarker pro predikci distribuce presymptomatických a asymptomatických nosičů SARS-CoV-2: Melatonin v plicích moduluje infekci SARS-CoV-2“, Dr. Pedro A Fernandes; Gabriela S Kinker, PhD; Bruno V Navarro; Dr. Vinicius C Jardim; Edson D Ribeiro-Paz; Marlina O Córdoba-Moreno; Pan Débora Santos-Silva; Sandra M Muxel; Dr. André Fujita; Dr. Carolina Borsoi Moraes; Dr. Helder I Nakaya; Marcos S Buckeridge, prof. a další. Regina P Markus, prof., 3. ledna 2021, Výzkum melatoninu.
DOI: 10,32794 / mr11250090

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Hojnost života v korálových útesech je záhadná již od dob Charlese Darwina – nový výzkum poskytuje odpovědi

Ryby krmící plankton často kontrolují shromáždění ryb v oceánských korálových útesech. Uznání: Dr. Christina Skinner Studie odhaluje otevřenou mořskou vodu, která byla dříve považována...

Vysvětlují mladiství „tyrani“ – potomci masožravých dinosaurů nedostatek rozmanitosti dinosaurů?

Nový výzkum naznačuje, že potomci obrovských masožravých dinosaurů, jako je Tyrannosaurus rex, mohli zásadně přetvořit svá společenství překonáním menších konkurenčních druhů. Fotografický kredit:...

Datové limity mohou zmizet s novými optickými anténami – „světelné kroužky“

Vědci z Kalifornské univerzity v Berkeley našli nový způsob řízení vlastností světelných vln, který by mohl radikálně zvýšit množství dat, která přenášejí. Ukázali...

Odhalení vzácného ošetření mrtvoly „Mud Carapace“ pro egyptské mumie – a případ falešné identity

Mumifikovaná osoba a rakev ve sbírce Nicholson Collection v muzeu křídla Chau Chak, University of Sydney. A. Mumifikovaný jedinec zabalený v moderním pouzdře...

Asteroidový prášek nalezený v kráteru uzavírá případ o tom, co zabilo dinosaury

Vědci se domnívají, že jednoznačným spojením toho, co dinosaury zabilo jejich vyhynutí, s asteroidem, který zasáhl Zemi před 66 miliony let, našli klíčový důkaz:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.