Опираясь на новаторские исследования, демонстрирующие, как вирус SARS-CoV-2 нарушает функцию митохондрий во многих органах, исследователи из Детской больницы Филадельфии (CHOP) продемонстрировали, что антиоксиданты, нацеленные на митохондрии, могут ослабить воздействие вируса, избегая при этом устойчивости к мутациям вирусных генов. Эта стратегия может быть полезна для лечения других вирусов.

Результаты доклинических исследований были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences .

В прошлом году многоинституциональный консорциум исследователей обнаружил, что вирус может негативно влиять на гены митохондрий — производителей энергии для наших клеток, что приводит к дисфункции многих органов за пределами легких.

Белки SARS-CoV-2 могут связываться с митохондриальными белками в клетках-хозяевах, а также подавлять экспрессию митохондриальных генов. Хотя вирус, вызывающий COVID-19, изначально поражает легкие, в конечном итоге он может поражать и другие органы, в частности сердце, и хотя легкие могут восстановиться, функция митохондрий может оставаться подавленной в сердце и других внутренних органах.

Инфекция SARS-COV-2 нарушает митохондриальное окислительное фосфорилирование (OXPHOS), ключевой процесс, посредством которого митохондрии генерируют клеточную энергию. Это увеличивает митохондриальные активные формы кислорода (mROS), которые, в свою очередь, активируют фактор-1альфа, индуцируемый гипоксией (HIF-1α).

Это заставляет процесс переключаться с сжигания углеводов и жиров OXPHOS для производства энергии на гликолиз, который производит материалы для производства вирусов. Увеличение mROS также повреждает митохондриальную ДНК (мтДНК), которая высвобождается в цитозоль для активации воспалительных систем, также влияя на органы.

«Мы подозревали, что сможем нарушить способность SARS-CoV-2 вызывать заболевание, уменьшив количество мАФК, тем самым блокируя метаболический сдвиг, важный для синтеза вируса», — сказал первый автор исследования Джозеф В. Гуарниери, доктор философии, научный сотрудник в лаборатории Уоллеса в Центре митохондриальной и эпигеномной медицины (CMEM) при CHOP.

«Поскольку ключевым сигналом, индуцируемым вирусом для перехода от производства энергии к производству вирусного субстрата, является mROS, нашим следующим шагом было определить, может ли подавление производства mROS ухудшить производство вируса и патологию».

Для проверки этой гипотезы исследователи использовали модель мыши , экспрессирующую человеческий ген ACE2, который допускает инфицирование клеток SARS-CoV-2. При лечении антиоксидантным ферментом, митохондриально-направленной каталазой или митохондриально-направленным каталитическим антиоксидантным соединением EUK8, негативные эффекты вирусной инфекции, такие как потеря веса , клиническая тяжесть и циркулирующие уровни мтДНК, были снижены в сочетании с повышением легочного OXPHOS и снижением легочных уровней HIF-1α, вирусных белков и воспалительных цитокинов.

«Мы считаем, что снижение mROS представляет собой превосходную стратегию для смягчения патогенности SARS-CoV-2», — сказал старший автор исследования Дуглас С. Уоллес, доктор философии, директор CMEM в CHOP. «Вирус постоянно мутирует свой ген белка \’S\’, чтобы обойти иммунитет, вызванный текущими вакцинами против S. Модулируя уровни cmROS, мы делаем клетку-хозяина неблагоприятной для жизненного цикла вируса, который вирус не может изменить».