Probabilitate biologică pentru interacțiunile dintre grăsimile din dietă, resveratrol, ACE2 și SARS-CoV

Centrul de nutriție, sănătate și societate (NUTRISS) -Institute of Nutrition and Food Alliances (INAF), Universitatea Laval, Quebec City, Quebec, Canada

Abstract

Receptorul celular al enzimei de conversie a angiotensinei (ACE2) este responsabil pentru patogeneza coronavirusului 2 al sindromului respirator acut sever (SARS-CoV-2), afectând astfel intrarea și clearance-ul virusului. Studiile demonstrează că reglementarea în sus a ACE2 are un efect protector asupra severității bolii SARS-CoV-2. Mai mult, studiile pe animale demonstrează că aportul alimentar se poate modula ACE2 expresia și funcția genei. Un aport ridicat de resveratrol poate avea un rol protector, reglând în sus ACE2, întrucât un aport ridicat de grăsimi dietetice poate avea un rol dăunător, reglând în jos ACE2. Ca atare, postulăm asupra plauzibilității biologice a interacțiunilor dintre grăsimile din dietă și/sau resveratrol și ACE2 variații genetice în modularea severității bolii SARS-CoV-2. Chemăm la acțiune comunitatea cercetătorilor pentru a testa această interacțiune plauzibilă într-un eșantion de subiecți umani.

Coronavirusurile sindromului respirator acut sever (SARS-CoV), inclusiv SARS-CoV original (2003) și romanul SARS-CoV-2 (2019), sunt virusuri extrem de patogene formate din proteine structurale, inclusiv vârf, membrană, nucleocapsidă și înveliș proteine (16, 39). Optzeci la sută din secvența genetică a SARS-CoV (2003) este identică cu SARS-CoV-2, virusul responsabil pentru pandemia globală cauzată de boala infecțioasă COVID-19. Fiziopatologia CoV implică legarea receptorilor și proteoliza; aceste procese duc la fuziunea virus-celulă, după cum s-a detaliat anterior în altă parte (29). O componentă cheie a patogeniei virusului pentru SARS-CoV implică receptorul celular al enzimei de conversie a angiotensinei-2 (ACE2) (23, 43).

Cercetările emergente au demonstrat că aportul alimentar poate avea un impact asupra expresiei și funcției ACE2 gene (30, 41). Având în vedere cunoștințele noastre despre importanța ACE2 pentru patogeneza SARS-CoV, împreună cu cunoștințele preliminare despre impactul nutriției asupra ACE2 expresia și funcția genei, scopul acestei lucrări este de a prezenta dovezi pentru plauzibilitatea biologică a interacțiunilor genă-dietă cu ACE2 modularea severității bolii SARS-CoV.

ACE2 și SARS-CoV.

Cu ACE2 ca receptor celular pentru SARS-CoV, interacțiunea dintre virus și ACE2 afectează intrarea și clearance-ul acestuia (29, 45). ACE este responsabil pentru scindarea AngI în AngII (34, 37) și, în urma acestui proces, ACE2 generează Ang (16, 23, 29, 30, 39, 41, 43) dintr-un singur clivaj de reziduu al AngII și apoi acționează ca un regulator negativ (8). Acest fenomen a fost demonstrat la modelele de șoarece, prin care perturbarea murinului ACE2 gena duce la niveluri crescute de AngII (6). ACE2 este atașat la membranele celulare ale plămânului, arterei, inimii, testiculelor, rinichilor și celulelor intestinale (7, 8, 14). Celulele epiteliale alveolare de tip II ale plămânilor reprezintă peste 80% din celulele care exprimă ACE2 (45). ACE2 este, de asemenea, extrem de exprimat pe suprafața liminală a celulelor epiteliale intestinale (15), ceea ce poate susține ipoteza că pandemia COVID-19 ar fi fugit odată cu consumul unui liliac infectat.

Sindromul de detresă respiratorie acută este o formă de leziune pulmonară acută care poate rezulta din SARS-CoV (35). Cu ACE2 ca receptor celular pentru SARS-CoV, cercetările demonstrează că șoarecii knockout ACE2 sunt rezistenți la infecțiile cu SARS-CoV (17, 20). Deși ACE2 este necesar pentru intrarea și replicarea celulei gazdă SARS-CoV (17), este de asemenea important pentru progresia bolii și s-a demonstrat că joacă un rol central (protector) în determinarea severității simptomelor sindromului de detresă respiratorie acută (18). În consecință, cercetarea modelului animal demonstrează că severitatea bolii leziunilor pulmonare acute și sindromul de detresă respiratorie acută au fost semnificativ mai severe la șoarecii cu ACE2 inactivat sau eliminat după infecția cu SARS-CoV în comparație cu șoarecii de tip sălbatic. Șoarecii knockout, cu pierderea expresiei ACE2 după ce au fost infectați, au experimentat o permeabilitate vasculară crescută, edem pulmonar crescut, acumulare de neutrofile și funcție pulmonară agravată. Atunci când acești șoareci au fost tratați cu proteină ACE2 recombinantă activă catalitic, aceste simptome s-au îmbunătățit (18). Mai multe alte studii au demonstrat, de asemenea, un efect terapeutic al tratamentului cu ACE2 asupra leziunilor pulmonare acute (1, 4, 27).

Ca atare, receptorul celular ACE2 a fost propus ca o țintă cheie pentru tratamentul terapeutic al SARS-CoV (41, 43). Virusul are o puternică afinitate de legare la ACE2 uman (22), iar ACE2 este necesar pentru intrarea celulelor gazdă și replicarea virală (43). După infecția cu SARS-CoV, expresia ACE2 este reglată în jos (20), care poate juca un rol cauzal în patogeneza și progresia bolii (17). În general, activitatea ACE2 este protectoare împotriva patogeniei SARS-CoV.