Наряду с пневмонией, тромбами и другими серьезными заболеваниями, вызванными SARS-CoV-2 (вирус COVID-19), некоторые исследования также выявили еще одну тревожную связь. У некоторых людей может развиться диабет после острой инфекции COVID-19.
Как коронавирус может вызвать диабет? Два новых исследования, проведенных при поддержке Национального института здоровья США, помогают ответить на этот важный вопрос, подтверждая, что SARS-CoV-2 может воздействовать на клетки организма, производящие инсулин, и нарушать их. Результаты опубликованы в качестве предварительных доказательств в журнале Cell Metabolism. [1,2].
Диабет 1 типа возникает, когда бета-клетки поджелудочной железы не выделяют достаточно инсулина, чтобы позволить организму оптимально усваивать пищу после еды. В результате инсулиновой недостаточности повышается уровень глюкозы в крови, что является признаком диабета.
Более ранние лабораторные исследования показали, что SARS-CoV-2 может инфицировать бета-клетки человека. [3]. Исследования также показали, что этот опасный вирус может реплицироваться в этих инсулино-продуцирующих бета-клетках, чтобы создавать больше копий самого себя и распространяться на другие клетки. [4].
Эти последние исследования основаны на этих более ранних исследованиях, чтобы узнать больше о связи между COVID-19 и диабетом. Исследования проводились двумя независимыми группами. Одну группу возглавлял Питер Джексон из Медицинской школы Стэнфордского университета, Пало-Альто, Калифорния; а другую команду возглавлял Шуибинг Чен из Weill Cornell Medicine, Нью-Йорк.
Оба исследования подтвердили инфекцию бета-клеток поджелудочной железы в образцах вскрытия людей, умерших от COVID-19. Дополнительные исследования, проведенные командой Джексона, показывают, что коронавирус может преимущественно инфицировать инсулин-продуцирующие бета-клетки.
Это открытие имеет биологический смысл. Бета-клетки и другие типы клеток поджелудочной железы экспрессируют белок рецептора ACE2, белок фермента TMPRSS2 и нейропилин 1 (NRP1). SARS-CoV-2 зависит от этих белков для проникновения и заражения клеток человека. Действительно, команда Чена увидела признаки коронавируса как в инсулин-продуцирующих бета-клетках, так и в нескольких других типах клеток поджелудочной железы при исследованиях вскрытой ткани поджелудочной железы.
Новые данные также показывают, что коронавирусная инфекция изменяет функцию островковой ткани – ткани поджелудочной железы, содержащей бета-клетки. Обе команды сообщают о доказательствах того, что заражение SARS-CoV-2 приводит к снижению выработки и высвобождения инсулина из ткани островков поджелудочной железы. Команда Джексона также обнаружила, что инфекция приводит непосредственно к гибели некоторых из этих важнейших бета-клеток. И они показали, что этого процесса можно избежать, заблокировав NRP1.
Помимо потери бета-клеток, инфекция также может изменить судьбу выживших клеток. Команда Чена провела анализ отдельных клеток, чтобы внимательно изучить изменения активности генов в клетках поджелудочной железы после заражения SARS-CoV-2. Эти исследования показали, что бета-клетки проходят процесс трансдифференцировки, в ходе которого они, по-видимому, перепрограммируются.
В этом процессе клетки начинают вырабатывать меньше инсулина и больше глюкагона. Глюкагон – это гормон, который способствует расщеплению гликогена в печени до глюкозы. Клетки также начали производить более высокие уровни пищеварительного фермента под названием трипсин 1. Важно отметить, что исследования также показали, что этот процесс трансдифференцировки можно обратить вспять с помощью химического вещества (называемого транс-ISRIB), которое, как известно, снижает важную клеточную реакцию на стресс.
Последствия этой трансдифференцировки бета-клеток еще не ясны, но можно предположить, что они усугубят дефицит инсулина и повысят уровень глюкозы в крови. Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как SARS-CoV-2 достигает поджелудочной железы и какую роль иммунная система может играть в повреждении. Прежде всего, эти исследования являются еще одним напоминанием о важности защиты себя, членов своей семьи и своего сообщества от COVID-19 путем вакцинации, если вы еще этого не сделали, и поощрения ваших близких сделать то же самое.
Справка:
[1] Инфекция SARS-CoV-2 вызывает трансдифференцировку бета-клеток. Tang et al. Cell Metab 2021, 19 мая; S1550-4131 (21) 00232-1.
[2] SARS-CoV-2 инфицирует бета-клетки поджелудочной железы человека и вызывает повреждение бета-клеток. Wu et al. Cell Metab. 2021 18 мая; S1550-4131 (21) 00230-8.
[3] Платформа на основе плюрипотентных стволовых клеток человека для изучения тропизма SARS-CoV-2 и модельной вирусной инфекции в клетках и органоидах человека. Ян Л., Хан Й., Нильссон-Пайант Б. Э., Эванс Т., Шварц Р. Е., Чен С. и др. Стволовая клетка. 2020 2 июля; 27 (1): 125-136.e7.
[4] SARS-CoV-2 инфицирует и размножается в клетках эндокринной и экзокринной поджелудочной железы человека.. Müller JA, Groß R, Conzelmann C, Münch J, Heller S, Kleger A, et al. Nat Metab. 2021 Февраль; 3 (2): 149-165.
.
Discussion about this post