Hogyan vezethet a COVID-19 cukorbetegséghez

A SARS-CoV-2 (a COVID-19 vírus) által okozott tüdőgyulladás, vérrögök és egyéb súlyos egészségügyi állapotok mellett egyes tanulmányok egy másik aggasztó összefüggést is azonosítottak. Néhány embernél cukorbetegség alakulhat ki akut COVID-19 fertőzés után.

Hogyan okozhat cukorbetegséget a koronavírus? Az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézete által támogatott két új tanulmány segít megválaszolni ezt a fontos kérdést, megerősítve, hogy a SARS-CoV-2 célba veheti és károsíthatja a szervezet inzulintermelő sejtjeit. Az eredményeket előzetes bizonyítékként tették közzé a Cell Metabolism folyóiratban [1,2].

Az 1-es típusú cukorbetegség akkor fordul elő, amikor a hasnyálmirigy béta-sejtjei nem választanak ki elegendő inzulint ahhoz, hogy a szervezet étkezés után optimálisan le tudja metabolizálni a táplálékot. Ennek az inzulinhiánynak a következtében megemelkedik a vércukorszint, ami a cukorbetegség jellemzője.

Korábbi laboratóriumi vizsgálatok azt sugallták, hogy a SARS-CoV-2 képes megfertőzni az emberi béta-sejteket [3]. A vizsgálatok azt is kimutatták, hogy ez a veszélyes vírus képes szaporodni ezekben az inzulintermelő béta-sejtekben, hogy több másolatot készítsen magáról, és átterjedjen más sejtekre. [4].

Ezek a legújabb tanulmányok ezekre a korábbi tanulmányokra építenek, hogy többet tudjanak meg a COVID-19 és a cukorbetegség közötti összefüggésről. A vizsgálatokat két független csoport végezte. Az egyik csapatot Peter Jackson, a Stanford University School of Medicine, Palo Alto, Kalifornia vezette; a másik csapatot pedig Shuibing Chen a Weill Cornell Medicine-től, New York-tól vezette.

Mindkét tanulmány megerősítette a hasnyálmirigy béta-sejtek fertőzését a COVID-19-ben elhunyt emberek boncolási mintáiban. A Jackson-csapat további tanulmányai arra utalnak, hogy a koronavírus elsősorban az inzulintermelő béta-sejteket fertőzheti meg.

Ennek az eredménynek biológiai értelme van. A hasnyálmirigy béta-sejtjei és más sejttípusai az ACE2 receptorfehérjét, a TMPRSS2 enzimfehérjét és a neuropilin 1-et (NRP1) expresszálják. A SARS-CoV-2 ezektől a fehérjéktől függ, hogy bejussanak az emberi sejtekbe és megfertőzzék azokat. A Chen-csapat valóban a koronavírus jeleit látta mind az inzulintermelő béta-sejtekben, mind számos más hasnyálmirigy-sejttípusban a felboncolt hasnyálmirigyszövet vizsgálata során.

Az új eredmények azt is mutatják, hogy a koronavírus-fertőzés megváltoztatja a szigetszövet – a béta-sejteket tartalmazó hasnyálmirigyszövet – működését. Mindkét csoport bizonyítékokról számolt be, amelyek szerint a SARS-CoV-2 fertőzés csökkenti az inzulin termelését és felszabadulását a hasnyálmirigy-szigetek szövetéből. A Jackson-csapat azt is megállapította, hogy a fertőzés közvetlenül néhány fontos béta-sejtek halálához vezet. És megmutatták, hogy ez a folyamat elkerülhető az NRP1 blokkolásával.

A fertőzés a béta-sejtek elvesztése mellett a túlélő sejtek sorsát is megváltoztathatja. Chen csapata egysejt-elemzést végzett, hogy alaposan megvizsgálja a génaktivitás változásait a hasnyálmirigy-sejtekben a SARS-CoV-2 fertőzést követően. Ezek a vizsgálatok kimutatták, hogy a béta-sejtek transzdifferenciálódási folyamaton mennek keresztül, amelyben úgy tűnt, hogy újraprogramozódnak.

Ebben a folyamatban a sejtek kevesebb inzulint és több glukagont kezdenek termelni. A glukagon egy olyan hormon, amely a májban a glikogén glükózzá történő lebontását ösztönzi. A sejtek a tripszin 1 nevű emésztőenzim magasabb szintjét is elkezdték termelni. Fontos, hogy a tanulmányok azt is kimutatták, hogy ez a transzdifferenciálódási folyamat megfordítható egy vegyszerrel (a transz-ISRIB-vel), amelyről ismert, hogy csökkenti a stresszre adott fontos sejtválaszt.

A béta-sejtek transzdifferenciálódásának következményei még nem tisztázottak, de az előrejelzések szerint súlyosbíthatják az inzulinhiányt és megemelhetik a vércukorszintet. További tanulmányokra van szükség annak megértéséhez, hogyan jut el a SARS-CoV-2 a hasnyálmirigybe, és milyen szerepet játszhat az immunrendszer a károsodásban. Ezek a tanulmányok mindenekelőtt egy újabb emlékeztető arra, hogy mennyire fontos megvédeni magát, családtagjait és közösségét a COVID-19-től azáltal, hogy beoltja magát, ha még nem tette meg – és arra bátorítja szeretteit is, hogy tegyék ugyanezt.

Referencia:

[1] A SARS-CoV-2 fertőzés béta-sejtek transzdifferenciálódást vált ki. Tang et al. Cell Metab 2021, május 19.; S1550-4131(21)00232-1.

[2] A SARS-CoV-2 megfertőzi az emberi hasnyálmirigy béta-sejtjeit, és béta-sejt-károsodást vált ki. Wu és mtsai. Cell Metab. 2021. május 18.;S1550-4131(21)00230-8.

[3] Humán pluripotens őssejt-alapú platform a SARS-CoV-2 tropizmus tanulmányozására és a vírusfertőzés modellezésére emberi sejtekben és organoidokban. Yang L, Han Y, Nilsson-Payant BE, Evans T, Schwartz RE, Chen S és mások. Sejt őssejt. 2020. július 2.;27(1):125-136.e7.

[4] A SARS-CoV-2 megfertőzi és replikálódik az emberi endokrin és exokrin hasnyálmirigy sejtjeiben. Müller JA, Groß R, Conzelmann C, Münch J, Heller S, Kleger A, et al. Nat Metab. 2021. február;3(2):149-165.