I relatori di questa sessione, “COVID 19 e Diabete”, includevano: Shuibing Chen, Ph.D., (Weill Cornell Medical College ) e co-fondatore di Oncobeat Inc. , W. James Melvin, MD, (Università del Michigan), e James Lo, MD, Ph.D., (Medicina Weill Cornell ).
In questo articolo, ci concentriamo sulla ricerca presentata da Chen.
Dal 2019, scienziati e comunità stanno imparando di più sull’impatto del COVID-19 sul corpo umano. Negli ultimi due anni, c’è stata un’ampia discussione su come correla con le condizioni autoimmuni, come il diabete di tipo 1
. In una presentazione all’82a sessione scientifica dell’American Diabetes Association (ADA), un gruppo di eminenti ricercatori ha presentato i propri risultati sull’impatto del COVID-19 sulle persone con diabete e se contraerlo rappresenti un rischio di sviluppare il diabete.
Il COVID-19 presenta un rischio di sviluppare il diabete di tipo 1?
Nella prima metà di questa sessione, Shuibin Chen, Ph.D., ha presentato la ricerca condotta da lei e dal suo team su “SARS-CoV-2 e isole umane”.
Chen è specializzato nella comprensione delle cellule che producono l’insulina, un ormone che controlla il livello di glucosio nel sangue. cellule beta , soprattutto nel contesto di SARS-CoV-2 (comunemente noto come COVID-19 ).
Poiché COVID-19 è una malattia A che colpisce più organi. malattia multiorgano , esseri umani diversi “Gli organoidi sono minuscole colture di tessuti tridimensionali auto-organizzate che derivano da cellule staminali”. https://hsci.harvard.edu/organoids i modelli organoidi vengono utilizzati per rispondere a varie domande relative al COVID-19, come ad esempio:
- Permissività: quali organi e tessuti possono essere colpiti da COVID-19?
- Risposta dell’ospite (come risponde il tuo corpo): come rispondono gli organi e i tessuti colpiti da COVID-19?
- “Le malattie immuno-mediate sono un gruppo di condizioni che derivano dall’attività anormale delle cellule immunitarie, dalla reazione eccessiva o dall’attacco al corpo, dalla visualizzazione di una risposta infiammatoria estrema o dalla perdita della capacità di riconoscere e combattere le cellule tumorali”. (FrontiersIn.org) Danno dell’ospite immuno-mediato (come il tuo corpo si attacca):COVID-19
infezione
è solo una parte della storia. I modelli che Chen e il suo team hanno creato analizzano come le cellule immunitarie contribuiscono al danno dell’ospite.
- “Un test è la raccolta e l’analisi di sangue, urina, capelli o saliva per rilevare la presenza di sostanze chimiche e contaminanti lasciati nel corpo a causa dell’uso di droghe”. (Concentra.com) Screening dei farmaci : Chen ha spiegato che il vantaggio dei sostenitori umani è che sono una risorsa limitata per derivare i tipi di cellule a cui i ricercatori sono interessati, che possono utilizzare per adattarsi a una piattaforma di screening dei farmaci che può cercare piccoli marcatori che possono bloccare l’infezione, proteggere le cellule e bloccare la risposta immuno-mediata.
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Permissività: organi multipli colpiti da COVID-19
L’ abstract di uno studio in primo piano nella sezione “permissività” di questa presentazione ha illustrato quanto segue:
- Il COVID-19 colpisce i polmoni e altri sistemi di organi, inclusi intestino, fegato, cuore e pancreas.
- Un “virus pseudo-entry abilitato a Spike” infetta le cellule endocrine del pancreas e altre cellule, neuroni e organoidi.
- “Studi clinici recenti mostrano una forte associazione con COVID-19 e diabete… le cellule beta pancreatiche umane e gli organoidi del fegato sono altamente permissivi (molto colpiti da) all’infezione da SARS-CoV-2”.
Chen ha spiegato che la luciferasi alta è un tipo di colorante usato per colorare le cellule per farle brillare, essenzialmente. Può essere utilizzato anche come controllo. Una maggiore attività della luciferasi indica una maggiore attività cellulare. l’ attività della luciferasi suggerisce che la cellula può essere infettata e c’è ancora discussione sul campo sul fatto che SARS-CoV-2 possa essere rilevato in un’autopsia cardiaca. (Questo è stato l’ultimo esperimento che Chen e il suo team hanno fatto prima che New York City chiudesse a causa della Pandemia di covid-19).
Questo studio ha dimostrato che le cellule beta potrebbero essere infettate “In vivo si riferisce a quando la ricerca o il lavoro viene svolto con o all’interno di un intero organismo vivente. Gli esempi possono includere studi su modelli animali o sperimentazioni cliniche umane”. in vivo , ma anche un altro studio ha supportato i risultati di Chen e ha mostrato che l’infezione può anche essere vista “In vitro è usato per descrivere il lavoro svolto al di fuori di un organismo vivente”. in vitro .
Dopo l’arresto e la scoperta che le cellule delle isole umane potrebbero essere infettate, Chen e i suoi colleghi, Xuming Tang e Dongxiang Xue, hanno condotto uno studio più approfondito incentrato sul meccanismo alla base dell’impatto del COVID-19 sulle cellule beta del pancreas. Questo studio ha verificato la presenza di altri fattori di ingresso COVID-19 per gli isolotti umani. Hanno scoperto che “Nrp1 media i contatti tra le cellule dendritiche e le cellule T attraverso interazioni omotipiche ed è essenziale per l’inizio della risposta immunitaria primaria”. https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/neuropilin-1 I geni NRP1 , FURIN e CTSL erano altamente espressi nelle cellule beta infette da COVID-19, portando a una minore espressione di insulina. Puoi vedere come appare qui .
Quando SARS-CoV-2 è stato intenzionalmente iniettato ( in vitro ) in cellule di isole umane come parte di questo studio, sono stati rilevati più gruppi di SARS-CoV-2 in una popolazione beta di cellule. Anche altri gruppi cellulari sono stati infettati. Un campione dell’autopsia del pancreas di un paziente COVID-19 ha mostrato che alcune cellule insulino-positive sono state infettate da SARS-CoV-2 .
Risposta dell’ospite: come risponde il corpo umano?
Per quanto riguarda la risposta dell’ospite (come il corpo umano risponde al COVID-19), la prima cosa che è stata controllata è stata l’espressione del gene dell’insulina nelle cellule beta: quanto il gene dell’insulina era espresso nelle cellule beta quando era stata colpita un’infezione da SARS-CoV-2 regalo. Chen e il suo team hanno riscontrato una diminuzione dell’espressione dell’insulina nelle popolazioni di cellule beta nei pazienti infettati da SARS-CoV-2.
La prossima cosa che Chen e il suo team volevano sapere era la traiettoria delle cellule beta. Hanno cercato di determinare quando si è verificata l’espressione della diminuzione dell’insulina nei pazienti infetti da SARS-CoV-2. Attraverso questo, hanno anche scoperto un aumento del glucagone.
Questo grafico riassume il meccanismo in cui SARS-CoV-2 provoca il cambiamento (transdifferenziamento) delle cellule beta, portando a una diminuzione dell’espressione dell’insulina e all’aumento dell’espressione del glucagone.
Fonte immagine: Metab cellulare. 3 agosto 2021; 33(8): 1577–1591.e7. doi: 10.1016/j.cmet.2021.05.015
Chen ha spiegato che potevano confermare solo una parte dell’ “insieme delle caratteristiche osservabili di un individuo risultanti dall’interazione del suo genotipo con l’ambiente”. (Oxford Dictionary) fenotipo nei campioni dell’autopsia COVID-19: non sono riusciti a stabilire la presenza di glucagone.
Sebbene questi risultati mostrino una connessione tra la funzione delle cellule beta e SARS-CoV-2, non ci sono ancora risposte definitive sul fatto che COVID-19 causi direttamente il diabete.