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La expresión génica de los factores virales del asiento puede explicar las diferencias de la severidad COVID-19

Un nuevo estudio destapa que los tipos de la célula se pueden infectar por SARS-CoV-2 debido a sus factores virales del asiento. El estudio también sugiere que la expresión génica creciente de estos factores virales del asiento en algunos individuos explique parcialmente las diferencias de la severidad COVID-19 denunciadas en relación a edad, a género y a estado que fuma.

El estudio se desarrolló de la red biológica del pulmón del atlas de la célula humana con contribuciones principales de Helmholtz Zentrum München, el instituto amplio del MIT y de Harvard, el instituto y centro médico Groninga de Wellcome Sanger de la universidad.

COVID-19 no afecta todo el mundo de la misma manera. Mientras que el coronavirus SARS-CoV-2 manifiesta sobre todo en el pulmón, puede infectar otros órganos, también. Las observaciones clínicas en el pandémico también sugieren que algunos grupos de la población - tales como personas mayores, hombres y fumadores - tiendan a ser afectados más seriamente por la enfermedad. Hasta ahora, las razones moleculares de esto no se han descrito.

Los estudios anteriores habían mostrado que para infectar las células humanas, SARS-CoV-2 necesita la célula contener los factores virales genéticos específicos del asiento - a saber un receptor ACE2 y una proteasa (TMPRSS2 o CTSL). Conocer qué tipos de la célula expresan ACE2 y una proteasa por lo tanto nos daría la información sobre la cual las células se pueden potencialmente infectar con SARS-CoV-2.

El consorcio del atlas de la célula (HCA) humana está apuntando correlacionar cada célula pulsa hacia adentro el cuerpo humano, transformando nuestra comprensión de la biología y de la enfermedad. Dentro de esto, de investigadores de las fuerzas ensambladas red biológica del pulmón de HCA para contribuir y para analizar datos de la expresión génica de las células individuales. Junto, analizaban más de 100 grupos de datos de la expresión génica unicelular de la gente sana, para ver qué tipos de la célula expresan ACE2 y una proteasa.

El análisis mostró que la célula específica pulsa hacia adentro el epitelio del pulmón y de las aerovías, pero también en el hígado, el colon, y el aro son ricos en los factores virales genéticos del asiento (expresión del =high del receptor ACE2 y de una proteasa) - y por lo tanto contienen las moléculas necesarias para permitir la infección SARS-CoV-2.

Por otra parte, los investigadores encontraron que la expresión de los genes que son la base de los factores virales del asiento está aumentada de las células de personas mayores y de hombres comparó ligeramente a las mujeres. Además, las células de los fumadores (particularmente células de la aerovía) expresan más factores del asiento SARS-CoV-2 que de no fumadores.

Estas conclusión igualan las diferencias en severidad de la enfermedad que se han denunciado para los pacientes COVID-19 en esos grupos de la población y ofrecen así una explicación molecular para esta diferencia (al lado de otros factores que no fueron investigados en este estudio tal como un sistema inmune más débil).

Datos grandes para la investigación biomédica

“Luchando el pandémico, no podemos confiar en las conclusiones que se limitan a algunas observaciones solamente. En lugar, debemos confiar en el análisis robusto de datos grandes. Por ejemplo, para fijar si el receptor ACE2 requerido para el asiento del virus es más abundante en células de la población mayor, necesitamos una representación fuerte de muchos individuos diversos en nuestro grupo de datos.

Usando datos del atlas de la célula humana, podríamos modelar cómo los factores virales genéticos del asiento en células se expresan a través de la población.”

Malte Lücken, autor y biólogo de cómputo, Helmholtz Zentrum München del estudio Co-Primer

“Un aspecto clave de este estudio en grande era el rango de edad de muestras que podíamos analizar. Este estudio incluyó datos de escenarios de desarrollo humanos, de muestras de niños y de adultos jovenes, así como de muestras de personas mayores.

Esto nos dio potencia única de fijar los cambios que ocurrían sobre el curso de la vida humano. La escala escarpada de los datos permitió que viéramos diferencias moleculares con edad, sexo y estado que fuma,” dijo a Kerstin Meyer, autor en el papel del instituto de Wellcome Sanger.

“Este estudio era el epítome de un campo entero que venía junto. Dentro del consorcio del atlas de la célula humana todo el mundo que generó datos en el pulmón humano sano contribuyó sus datos, publicados e inéditos, para habilitar nuestro análisis.

Cuando entonces alcanzamos fuera más allá del consorcio, más laboratorios también contribuyeron datos al esfuerzo. Solamente con estas contribuciones estaba nuestro análisis hecho posible,” agrega a Theis fabiano, director del instituto de la biología de cómputo en Helmholtz Zentrum München.

Fuerzas y limitaciones

El estudio investigó qué células son más probable ser infectado por SARS-CoV-2. Los resultados explican parcialmente cómo la severidad de la enfermedad pudo diferir entre los grupos de la población debido al perfil molecular de células.

Esto ofrece un objetivo para la investigación adicional de la intervención. Moviéndose adelante, las conclusión pueden también ayudar a entender mejor la extensión del virus de la corona a través de la carrocería. La conexión entre la expresión de factor viral del asiento y la facilidad creciente de la severidad de la infección o de la enfermedad se ha mostrado en ratones y en el laboratorio, pero requiere la validación adicional en seres humanos.

Source:
Journal reference:

Muus, C., et al. (2021) Single-cell meta-analysis of SARS-CoV-2 entry genes across tissues and demographics. Nature Medicine. doi.org/10.1038/s41591-020-01227-z.