12 августа, 2020

Как происходит заражением короновирусом нового типа SARS-CoV-2 клеток человека

Заболевание COVID-19 вызывает ранее неизвестный вирус SARS-CoV-2 относящийся к подроду Sarbecovirus и является седьмым по счёту коронавирусом, способным заражать человека.

Как и любой другой вирус, чтобы произошло заражение, SARS-Cov-2 должен прикрепляться к клеткам человека с использованием принципа «замок-ключ», при котором вирус представляет собой ключ, а клетка человека — замок, который вирус как бы открывает при помощи ключа для проникновения в клетку и дальнейшей репликации. У вируса SARS-Cov-2 «ключом» является вирусный поверхностный S-белок (Spike protein), выступ на поверхности вируса в виде «шипа». Для прониктновения в клетку человека он должен плотно состыковаться с «клеточным замком», в даном случае белком ACE2, располагающимся в молекулярном виде на поверхности клетки.

Белок ACE2, являющийся ферментом клеточной поверхности, обычно выполняет защитную функцию сердечно-легочной системы. Он экспрессируется (молекулярно представлен) на более высоких уровнях в клетке у пожилых людей, а также у людей с хронической сердечной недостаточностью или с легочной, системной артериальной гипертензией. Некоторые препараты от повышения артериального давления (интенсивно обсуждающиеся в настоящее время, поскольку гипертония является фактором риска прогрессирования острого респираторного дистресс-синдрома и смерти при заболевании COVID-19), а также стресс от вентиляции легких, по иронии судьбы, могут усиливать экспрессию белка ACE2.

Удивительно, но количество ACE2 белка в легких очень низкое: оно ограничено несколькими молекулами на клетку в альвеолярных клетках. Но между тем недавно опубликованная статья консорциума Human Cell Atlas (HCA) сообщает, что ACE2 обильно экспрессируется в некоторых типах (секреторных) клеток внутри носа!.

Вирус SARS-Cov-2 проникает в клетку-хозяина путем стыковки своего белка-"шипа" к белку ACE2 (синий)

Объединяя факт про заражение через нос с приведенным выше объяснением механизма биологического заражения можно сделать вывод, что наличие высокой экспрессия белка ACE2 в клетках предполагает благоприятную проникновения для вируса SARS-Cov2. Более того, передача вируса SARS-Cov2 будет происходить в основном через большие капли, составляющие большую часть распыляемой жидкости при кашле / чихании, попадающие в носоглотку благодаря своим размерам — именно там, где присутствуют подходящие молекулярные «замки» для «ключа» вируса, позволяющие прикрепляться и проникать в клетки-хозяева.

Очевидно, что этот путь передачи может быть эффективно заблокирован простым физическим барьером. (Экспрессия ACE2 в полости носа также способствует передаче через поверхностные капли — следовательно, действительно мойте руки).