ACE2: Το ένζυμο που βοηθά τον κορωνοϊό SARS-CoV-2 να εισβάλει στα κύτταρα μας

Όσα περισσότερα μαθαίνουμε για τη νόσο COVID-19, τόσο περισσότερο αρχίζουμε να κατανοούμε το ζωτικό ρόλο που παίζει ένα και μόνο μόριο στο σώμα μας για τον τρόπο με τον οποίο κολλάμε την ασθένεια.

Αυτό το μόριο, το ένζυμο μετατροπής της αγγειοτενσίνης 2, ή ACE2 (angiotensin-converting enzyme 2), ουσιαστικά δρα ως θύρα εισόδου που επιτρέπει στον κορωνοϊό να εισβάλει στα κύτταρα μας και να αναπαραχθεί. Υπάρχει στους πνεύμονές μας αλλά και στην καρδιά, τα έντερα, τα αιμοφόρα αγγεία και τους μυς μας. Και μπορεί να κρύβεται πίσω από τα πολύ διαφορετικά ποσοστά θανάτου που βλέπουμε μεταξύ ανδρών και γυναικών.

Τι είναι το ACE2;

Το ACE2 είναι ένα ένζυμο που συνδέει το εσωτερικό των κυττάρων μας με το εξωτερικό του μέσω της κυτταρικής μεμβράνης.

Κατά τη φυσιολογική διαδικασία, ένα άλλο ένζυμο που ονομάζεται ACE μετατρέπει μια ουσία, την αγγειοτενσίνη I σε αγγειοτενσίνη II, η οποία προκαλεί συστολή των αιμοφόρων αγγείων. Η συστολή αυτή των αιμοφόρων αγγείων οδηγεί σε αύξηση της αρτηριακής πίεσης. Τότε έρχεται στο προσκήνιο το μόριο ACE2: για την εξουδετέρωση των επιδράσεων του ACE, προκαλεί διαστολή των αιμοφόρων αγγείων και μείωση της αρτηριακής πίεσης.

H δομή του ACE2

Μπορεί να έχετε δει απεικονίσεις του ιού που δείχνουν ξεχωριστές αιχμές γύρω από την επιφάνειά του ιού και αποτελούν μέρος της «στεφάνης» ή «κορώνας» που δίνει στον ιό το όνομά του. Αυτές οι αιχμές ονομάζονται πρωτεΐνες S1 και συνδέονται με το μόριο ACE2 στα κύτταρα μας. Έτσι, ο ιός μπορεί στη συνέχεια να εισβάλει στα κύτταρα με μια διαδικασία που ονομάζεται ενδοκύτωση -η κυτταρική μεμβράνη καταπίνει τον ιό και τον εσωτερικεύει μέσα σε μια φούσκα που ονομάζεται ενδόσωμα.

Μόλις βρεθεί μέσα στο κύτταρο, ο ιός αλληλεπιδρά με τον γενετικό μηχανισμό των κυττάρων-ξενιστών, εκμεταλλευόμενος την υπάρχουσα δομή για να αναπαραχθεί. Ο SARS-CoV-2, ο ιός πίσω από τη νόσο COVID-19, έχει υψηλή ικανότητα δέσμευσης στο ACE2 -μεταξύ 10 και 20 φορές μεγαλύτερη από τον αρχικό ιό Sars. Αυτό σημαίνει ότι είναι πολύ πιο εύκολο για τον SARS-CoV-2 να εισέλθει στα ανθρώπινα κύτταρα σε σύγκριση με τον αρχικό κορωνοϊό, καθιστώντας τον πιο μολυσματικό.

Ο κορωνοϊός SARS-CoV-2

Ωστόσο, υπάρχουν ακόμη αντικρουόμενα στοιχεία σχετικά με τον ακριβή ρόλο που παίζει το ένζυμο ACE2 στις μολύνσεις από τους κορωνοϊούς. Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί στην πραγματικότητα να ωφελήσει: το ACE2 έχει αποδειχθεί ότι μειώνει τον τραυματισμό του πνευμονικού ιστού σε περιπτώσεις του αρχικού ιού Sars σε ποντίκια κάνοντας τη δουλειά του, δηλαδή προκαλώντας διαστολή των αιμοφόρων αγγείων. Ωστόσο, σε μια άλλη μελέτη ποντικών, η σύνδεση της πρωτεΐνικής ακίδας στο ACE2 αποδείχθηκε ότι συμβάλλει στη βλάβη των πνευμόνων.

Όσον αφορά τον τρέχοντα κορωνοϊό, πρώιμες μελέτες έχουν δείξει ότι η εισαγωγή μιας ανθρώπινης μορφής ACE2 στα κύτταρα μπορεί να εμποδίσει τα πρώτα στάδια της μόλυνσης δεσμεύοντας την πρωτεΐνική ακίδα και εμποδίζοντας την είσοδο στα κύτταρα. Έτσι, το ACE2 δρα τόσο ως τρόπος εισόδου του ιού στα κύτταρα όσο και ως μηχανισμός προστασίας του πνεύμονα από τραυματισμό.

Είναι καλά αποδεδειγμένο ότι τη νόσος COVID-19 επηρεάζει διαφορετικά τους άνδρες και τις γυναίκες. Από ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα 1.099 ασθενών στην Κίνα, το 58% ήταν άνδρες και το 42% ήταν γυναίκες. Στοιχεία από την Κίνα έδειξαν επίσης ότι οι άνδρες πεθαίνουν από COVID-19 με ρυθμό δυόμισι φορές μεγαλύτερο από αυτό των γυναικών. Παρόμοια στοιχεία έχουν παρατηρηθεί στις ΗΠΑ και το 60% των θανάτων στην Ευρώπη ήταν άνδρες. Δεν καταλαβαίνουμε ακόμη πλήρως γιατί οι άνδρες πεθαίνουν από COVID-19 σε υψηλότερο αριθμό από τις γυναίκες αλλά είναι πιθανό το ACE2 να παίζει ρόλο.

Πρόσφατα δημοσιεύθηκε μια μεγάλη μελέτη δύο ανεξάρτητων πληθυσμών ασθενών με καρδιακή ανεπάρκεια, στην οποία διαπιστώθηκε ότι οι συγκεντρώσεις ACE2 ήταν σημαντικά υψηλότερες στους άνδρες από ό, τι στις γυναίκες. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί οι άνδρες μπορεί να διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο από τις γυναίκες με λοίμωξη COVID-19 και να πεθάνουν από την ασθένεια.

ACE2 και άλλες παθήσεις

Ο άλλος σημαντικός παράγοντας στην έκβαση των ασθενών είναι η παρουσία υποκείμενων προβλημάτων υγείας. Πρόσφατα, το ACE2 έχει αναγνωριστεί σε διαφορετικά κύτταρα της καρδιάς. Υπάρχει μεγαλύτερος αριθμός υποδοχέων ACE2 στην επιφάνεια των κυττάρων του καρδιακού μυός σε άτομα με καθιερωμένη καρδιαγγειακή νόσο σε σύγκριση με εκείνους χωρίς νόσο. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε μεγαλύτερο αριθμό σωματιδίων του ιού που εισέρχονται στα καρδιακά κύτταρα σε ασθενείς με COVID-19 με καθιερωμένες καρδιακές παθήσεις.

Δεδομένου του ρόλου που παίζει το ACE2 στη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης, υπάρχουν επίσης ανησυχίες για το πώς επηρεάζει τους ασθενείς με υπέρταση η νόσος COVID-19. Οι άνδρες είναι πιο πιθανό να έχουν υπέρταση από ότι οι γυναίκες, ειδικά κάτω από την ηλικία των 50 ετών.

Δύο κατηγορίες φαρμάκων για τη μείωση της υπέρτασης επηρεάζουν το ACE και το ACE2. Είναι οι αναστολείς ενζύμων μετατροπής αγγειοτασίνης ή ACEi και οι αποκλειστές του υποδοχέα αγγειοτενσίνης, γνωστοί ως ARBs. Σε μελέτες ζώων, και οι δύο αυτοί τύποι φαρμάκων αυξάνουν την παραγωγή του ενζύμου ACE2 και έτσι μπορεί να αυξήσουν τη σοβαρότητα λοίμωξης από COVID-19.

Μικρές ανεξάρτητες μελέτες έχουν εξετάσει την επίδραση αυτών των θεραπειών στη νόσο COVID-19 με αντικρουόμενα αποτελέσματα. Ωστόσο, μια πρόσφατη μελέτη έδειξε ότι οι υπερτασικοί ασθενείς με COVID-19 δεν έχουν υψηλότερο κίνδυνο θανάτου σε σύγκριση με αυτούς που υποβάλλονται σε θεραπεία με ACEi ή ARBs. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο πολλοί γιατροί συμβουλεύουν άτομα με υψηλή αρτηριακή πίεση να συνεχίσουν να χρησιμοποιούν τα φάρμακά τους κατά τη διάρκεια της επιδημίας.

Ο ρόλος που παίζει το ACE2 στη νόσο COVID-19 είναι σημαντικός και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως στόχος για θεραπεία. Τα φάρμακα θα μπορούσαν να σχεδιαστούν για να εμποδίσουν τη λειτουργία του υποδοχέα ACE2, αλλά επίσης υπάρχει η περίπτωση της χρήσης του ίδιου του μορίου στην πρόληψη της εισόδου του ιού στα κύτταρα. Αυτό θα προστατεύσει όργανα όπως ο πνεύμονας, η καρδιά, τα νεφρά και το έντερο από εκτεταμένες βλάβες και μπορεί να μειώσει τη θνησιμότητα.

Δείτε επίσης