Потенциални косвени и директни ефекти на SARS-CoV-2 върху панкреатичните островчета при пациенти, които са станали хипергликемични след COVID-19

В скорошно проучване, публикувано в Диабет, изследователи оценяват преките и косвените ефекти на тежкия остър респираторен синдром, коронавирус 2 (SARS-CoV-2) върху човешки панкреатични островчета.

Проучване: Косвени и преки ефекти на SARS-CoV-2 върху човешки панкреатични островчета. Кредит на изображението: Катерина Кон/Shutterstock

Връзката между диагнозата на скорошна хипергликемия и инфекция с коронавирусна болест 2019 (COVID-19) е широко докладвана. Това се дължи главно на по-големия брой хипергликемични инциденти по време на инфекции с COVID-19 в сравнение с тези по време на инфекции със SARS-CoV-1 или хепатит С.

Относно изследването

В настоящото проучване изследователите са изследвали преките и косвените ефекти на инфекцията със SARS-CoV-2 върху човешки панкреатични островчета при пациенти с COVID-19 с наскоро появила се хипергликемия.

Екипът събра серумни проби от 10 пациенти, които бяха хоспитализирани с COVID-19 и по-късно диагностицирани с скорошна хипергликемия. Серумни проби бяха получени и от 10 пациенти, които съобщават за възстановяване от COVID-19. Всички отговарящи на условията участници в проучването са били положителни за COVID-19 и не са имали анамнеза за диабет преди постъпване в болница. Екипът също събра серумни проби от здрави контролни индивиди.

Нивата на автоантитела на инсулин, декарбоксилаза на глутаминова киселина (GAD), островен антиген 2 (IA-2) и цинков транспортер осем (ZnT8A) бяха оценени с помощта на напълно валидиран ензимен имуноанализ (ELISA). В допълнение, човешки панкреатични островчета се култивират с/без интерлевкин-1 бета (IL-1β), IL-13, IL-6, тумор некрозис фактор алфа (TNFα) и индуцируем протеин 10 (IP-10). Екипът също така оценява апоптозата и функцията на човешки панкреатични островчета чрез ELISA 24 часа след инкубацията.

Човешки панкреатични островчета бяха култивирани и изложени на рекомбинантен човешки IL-1β, рекомбинантен човешки TNFα, рекомбинантен човешки IL-13, рекомбинантен човешки IL-6, рекомбинантен човешки IP-10 или серумни проби от пациенти, заразени с остър COVID-19 или от пациенти, които са се възстановили от COVID-19.

Екипът също така проведе имунонеутрализиращи изследвания, както и извличането на рибонуклеинова киселина (РНК) от панкреатични островчета, взети от здрави донори. Анализът на генната експресия също беше извършен и получените транскрипти бяха нормализирани, за да се оцени относителното изобилие на транскрипт. Екипът е получил също панкреатична тъкан от починали пациенти с COVID-19, починали контролни групи или починали хора с диабет тип 2.

В допълнение, смъртта на β клетките беше открита чрез изследване на неметилирана инсулинова дезоксирибонуклеинова киселина (ДНК), получена от β клетката. Общата РНК е получена от следсмъртни тъкани на панкреаса на пациенти с хипергликемия, заразени с COVID-19. Експресията на SARS-CoV-2 в тези тъкани беше оценена чрез откриване на SARS-CoV-2-специфична РНК с помощта на верижна реакция на полимераза с обратна транскрипция в реално време (rtRT-PCR).

Резултати

Резултатите от проучването показват, че пациентите, заразени с COVID-19 и излекувани от COVID-19, са отрицателни за автоантитела срещу островчета, въпреки значителната дисрегулация на гликометаболичния контрол. Освен това се наблюдава значително намаляване на съотношенията на неметилирана (U) и метилирана (M) INS ДНК при пациенти, заразени с COVID-19, но не и при възстановени пациенти. Въпреки това е установено значително увеличение на броя на U и M INS ДНК копия при инфектирани пациенти, за разлика от възстановените пациенти в сравнение с контролните субекти. Това показва широко разпространено разрушаване на тъканта на панкреаса при пациенти, заразени с COVID-19.

Екипът също така установи, че апоптозата на човешки панкреатични островчета е свързана със силно намалена секреция на инсулин в кохорти, включително заразени и възстановени пациенти с COVID-19. Въпреки това, когато човешките панкреатични островчета са били изложени на серуми, събрани от пациенти с диабет тип 2, се наблюдава леко намаляване на секрецията на инсулин заедно с по-голямо увеличение на броя на смъртните случаи на човешки панкреатични островчета.

Освен това анализът на рецепторите показа, че човешките панкреасни островчета експресират няколко цитокинови рецептора, които се свързват с цитокини, които са били регулирани нагоре в секретома на пациенти, заразени с COVID-19. По-специално, рецептори за IL-1β, IL-6, IL-13 и TNFα са експресирани от човешки панкреатични островчета. Проучването също така потвърждава повишено въздействие на единични и комбинирани цитокини, медиирана апоптоза в серумни проби от пациенти с COVID-19. IL-1β, IL-6, IP-10, IL-13 и TNFα също индуцират апоптоза на човешки панкреатични островчета. Екипът също така наблюдава намаляване на секрецията на инсулин с всеки цитокин или комбинация от тези пет цитокина.

Анализът за имунонеутрализиране също показа намаляване на апоптозата, медиирана от апоптоза на човешки панкреатични островчета, в серумни проби след добавяне на блокиращи или неутрализиращи анти-IL-1 и анти-IL-6 антитела към серумния тест. В допълнение, едновременната имунонеутрализация на IL-1, IL-6 и IL-13 също предотвратява апоптозата на островчетата на панкреаса, което допълнително обръща нивата на апоптозните човешки панкреатични островчета до тези на основните нива.

Заключение

Като цяло резултатите от проучването показват, че скорошната хипергликемия при пациенти, заразени с COVID-19, може да се дължи на провъзпалителни дейности, индуцирани от освобождаване на цитокини в клетките на панкреаса по време на инфекция със SARS-CoV-2.

.

Add Comment