Vimentin เป็นตัวรับร่วมที่สำคัญสำหรับการติดเชื้อ SARS-CoV-2

การศึกษาในวารสาร iScience เมื่อเร็ว ๆ นี้  รายงานว่า vimentin บนพื้นผิวเซลล์ทำหน้าที่เป็นตัวรับร่วมสำหรับการเข้าของ coronavirus 2 (SARS-CoV-2) กลุ่มอาการทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรงเข้าสู่เซลล์โฮสต์เพื่ออำนวยความสะดวกในการติดเชื้อ ดังนั้น การกำหนดเป้าหมายไวเมนตินอาจเป็นกลยุทธ์พิเศษในการป้องกันโรคติดเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 (โควิด-19) สล็อต การวิจัยชี้ให้เห็นว่า ORF6 เป็นตัวต่อต้านภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด SARS-CoV-2 ที่สำคัญ

พื้นหลัง

การเกิดขึ้นและการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วของ SARS-CoV-2 ได้ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อสุขภาพโลกและเศรษฐกิจ เมื่อวันที่ 2 พฤศจิกายน พ.ศ. 2565 โรคซาร์ส-CoV-2 มีผู้ติดเชื้อกว่า 636 ล้านคนทั่วโลก และคร่าชีวิตผู้คนไปมากกว่า 6.59 ล้านคน

การเข้ามาของ SARS-CoV-2 ซึ่งเป็นไวรัส ribonucleic acid (RNA) แบบสายเดี่ยว) เข้าสู่เซลล์เจ้าบ้านเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการติดเชื้อและการเกิดโรค ด้วยเหตุนี้ SARS-CoV-2 จึงอาศัยโดเมนการจับตัวรับ (RBD) เป็นหลักภายในโปรตีนขัดขวางเพื่อจับกับเอ็นไซม์ 2 ที่เปลี่ยน angiotensin-converting ของผิวเซลล์ (ACE2) สำหรับการติดไวรัส ซึ่งจะทำให้ไวรัสเข้าสู่เอนโดโซมและหลอมรวมกับเยื่อไลโซโซมของโฮสต์

แม้ว่า COVID-19 จะทำให้เกิดอาการทางเดินหายใจเป็นหลัก แต่ ACE2 นั้นแสดงออกอย่างเบาบางไปทั่วทางเดินหายใจ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าโคแฟกเตอร์เพิ่มเติมอาจชดเชยและเปิดใช้งานการโต้ตอบของโปรตีนขัดขวางและตัวรับโฮสต์

Vimentin เป็นโปรตีนไซโตสเกเลทัลแบบฟิลาเมนต์ขั้นกลางประเภทที่ 3 ที่แสดงออกภายในและบนพื้นผิวของประเภทต่างๆ รวมถึงไฟโบรบลาสต์ เซลล์บุผนังหลอดเลือด มาโครฟาจ เมลาโนไซต์ เซลล์ชวาน และลิมโฟไซต์ เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยได้รายงานว่า vimentin ดูเหมือนจะมีปฏิสัมพันธ์กับโปรตีนขัดขวาง SARS-CoV-2

เกี่ยวกับการศึกษา

ในการศึกษาปัจจุบัน นักวิจัยได้ใช้เซลล์เยื่อบุผิวหลายชนิด รวมทั้ง Vero E6, เซลล์เยื่อบุผิวในลำไส้ใหญ่ของมนุษย์ (Caco-2) และเซลล์เยื่อบุผิวในมนุษย์ (A549) เพื่อตรวจสอบการแสดงออกของ ACE2, TMPRSS288 และ vimentin . ในขั้นตอนต่อไป นักวิจัยประเมินว่าระดับการแสดงออกของ vimentin และ ACE2 ในเซลล์ Vero E6, Caco-2 และ A549 เกี่ยวข้องกับการเข้าสู่เซลล์ของ SARS-CoV-2 หรือไม่

นักวิจัยยังได้ตรวจสอบว่าการติดเชื้อไวรัสเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของ vimentin บนผิวเซลล์หรือไม่ เมื่อใช้การวิเคราะห์ Western blot หลังการติดเชื้อ SARS-CoV-2 vimentin ใน supernatant ของเซลล์ได้รับการประเมินสำหรับการโลคัลไลเซชันร่วมกับ SARS-CoV-2

Vimentin ยังได้รับการประเมินสำหรับความสามารถในการยับยั้งการติดเชื้อไวรัสโดยการเตรียมเซลล์ล่วงหน้าเป็นเวลา 30 นาทีด้วย withaferin A (WFA) ซึ่งเป็นแลคโตนสเตียรอยด์ที่จับและทำให้เกิดการรวมตัว  ของไวเมนติน ในหลอดทดลอง การทดสอบปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสเชิงปริมาณ (qPCR) ถูกใช้เพื่อหาปริมาณการรวมตัวของไวเมนติน ในขณะที่อิมมูโนฟลูออเรสเซนซ์และกล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลให้การแสดงภาพกระบวนการนี้

ผลการศึกษา

พบว่าเซลล์เยื่อบุผิวแสดงปริมาณของไวเมนตินและ ACE2 ที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น เซลล์ Vero E6 แสดงระดับ ACE2 ที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ Caco-2 และ A549 ในทางกลับกัน ทั้งเซลล์ Vero E6 และ Caco-2 แสดงระดับTMPRSS2ที่คล้ายกันซึ่งสูงกว่าการแสดงออกของโปรตีนบนพื้นผิวเซลล์นี้ในเซลล์ A549 อย่างมีนัยสำคัญ

Vimentin ถูกแสดงออกที่ระดับต่ำมากในเซลล์ Caco-2 เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ Vero E6 และ A549 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เซลล์ Vero E6 มีการแสดงออกของวิเมนตินในระดับที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ A549; อย่างไรก็ตาม การแสดงออกที่ผิวเซลล์ของวิเมนตินนั้นสูงที่สุดในเซลล์ A549

หลังจากติดเชื้อ SARS-CoV-2 ไวรัสที่ติดเชื้อในระดับ Vero E6 นั้นยิ่งใหญ่ที่สุดระหว่างสิบนาทีถึงสองชั่วโมง แม้ว่า SARS-CoV-2 การดูดซึมในเซลล์ Caco-2 จะสูงเช่นเดียวกันในเวลาสิบนาที แต่ระดับเหล่านี้ไม่เพิ่มขึ้นในช่วงสองชั่วโมง การดูดซึมของ SARS-CoV-2 นั้นน้อยกว่ามากในเซลล์ A549

เมื่อนำมารวมกัน การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่าการแสดงออกของวิเมนตินที่ผิวเซลล์อาจสนับสนุนการดูดซึมที่เพิ่มขึ้นของ SARS-CoV-2 ในเซลล์ Vero E6 เมื่อเทียบกับเซลล์เยื่อบุผิวอื่นๆ การวิเคราะห์เพิ่มเติมของการติดเชื้อ SARS-CoV-2 ในเซลล์ Vero E6 พบว่าการแสดงออกของ vimentin เพิ่มขึ้นที่ผิวเซลล์หลังจากผ่านไปสองสามสิบนาที

ในขณะเดียวกัน ไม่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่าง vimentin และ ACE2 ในเซลล์ Vero E6 ที่ไม่ติดเชื้อ ซึ่งบ่งชี้ว่า vimentin อาจทำหน้าที่เป็นตัวรับร่วมสำหรับการติดเชื้อ SARS-CoV-2