Wirus SARS-CoV-2 może uszkadzać komórki nerkowe

Na początku pandemii COVID-19, w roku 2020 uważano, że patologiczne zmiany dotyczą głównie dróg oddechowych. Gdy jednak liczba przypadków zaczęła rosnąć, okazało się, że u wielu pacjentów, zwłaszcza z ciężkim COVID-19, doszło do uszkodzenia nerek - mimo że wcześniej nie mieli problemów nefrologicznych. Niektórzy musieli być dializowani z tego powodu.

Zespół prof. Samiry Musah z Duke University (USA) wykazał, że wirus SARS-CoV-2 może infekować komórki nerki, przejmując nad nimi kontrolę, aby produkować swoje kopie. Powoduje to ostre uszkodzenie nerek związane z COVID-19.

W poprzednich pracach Musah i jej zespół wykazali, że mogą nakłonić pluripotencjalne komórki macierzyste człowieka do przekształcenia się w dojrzałe podocyty - specyficzny rodzaj komórek nerkowych, które pomagają kontrolować usuwanie toksyn i odpadów z krwi. Postanowiono wykorzystać podocyty jako model do określenia, w jaki sposób i dlaczego SARS-CoV-2 jest zdolny do uszkadzania komórek nerkowych.

Najpierw do eksperymentów wykorzystano pseudowirusową wersją SARS-CoV-2. Pseudowirusy zostały opracowane w celu naśladowania cech określonych wirusów: nie są zdolne do wytwarzania zdolnych do replikacji cząstek wirusowych, dzięki czemu można je bezpiecznie wykorzystywać do badań.

Po wprowadzeniu pseudowirusa do modelowej komórki podocytowej okazało się, że białko kolca wirusa może bezpośrednio wiązać się z licznymi receptorami na powierzchni podocytów.

- Odkryliśmy, że wirus był szczególnie sprawny w wiązaniu się z dwoma kluczowymi receptorami na powierzchni podocytów, a takich receptorów jest dużo w tych komórkach – wyjaśniła dr TitiLola Kalejaiye, która jest pierwszym autorem artykułu. - Wirus wydawał się mieć silne powinowactwo do tych komórek nerkowych.

Aby przetestować swój model podocytów z prawdziwym wirusem SARS-CoV-2, Musah i Kalejaiye połączyli siły z Marią Blasi z Duke Human Vaccine Institute. Przed pandemią Blasi badała, w jaki sposób wirusy, w tym HIV, zakażają i uszkadzają inny podzbiór komórek nerkowych zwanych komórkami nabłonka kanalików nerkowych.

Podobnie jak w przypadku pseudowirusa, żywa wersja wirusa miała silne powinowactwo do podocytów. Gdy wirus zainfekował podocyty, spowodował, że ich długie, podobne do palców struktury, które pomagają filtrować krew, chowały się i kurczyły. Przy bardzo poważnych uszkodzeniach komórek podocyty obumierały.

Teraz zespół z Duke University ma nadzieję poszerzyć swoje badania, aby zbadać, jak różne warianty SARS-CoV-2 zachowują się w komórkach nerkowych. Ponieważ pojawiły się nowe warianty wirusa, uszkodzenia nerek występują rzadziej. To sprawiło, że zespół zadał sobie pytanie, jak wirusy zmieniają się i stają się mniej zdolne do infekowania komórek nerkowych.