Menschen, die mit SARS-CoV-2, dem Virus, das COVID-19 verursacht, infiziert sind, können laut einer neuen Studie von Forschern von UTHealth Veränderungen der Genomstruktur erfahren, die nicht nur unsere immunologischen Symptome nach der Infektion erklären, sondern möglicherweise auch mit einer langen COVID in Verbindung stehen Houston.
Die Studie wurde heute in veröffentlicht Naturmikrobiologie.
„Dieser besondere Befund ist ziemlich einzigartig und wurde zuvor bei anderen Coronaviren nicht beobachtet“, sagte Wenbo Li, Ph.D., leitender Autor der Studie und außerordentlicher Professor an der Abteilung für Biochemie und Molekularbiologie der McGovern Medical School der UTHealth Houston . „Was wir hier gefunden haben, ist ein einzigartiger Mechanismus von SARS-CoV-2, der mit seinen schwerwiegenden Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit in Verbindung gebracht wird.“
Das genetische Material in unseren Zellen ist in einer Struktur namens Chromatin gespeichert. Von einigen Viren anderer Kategorien wurde berichtet, dass sie unser Chromatin entführen oder verändern, damit sie sich erfolgreich in unseren Zellen reproduzieren können. Ob und wie SARS-CoV-2 unser Chromatin beeinflussen könnte, war nicht bekannt. In dieser Studie verwendeten die Forscher modernste Methoden und charakterisierten umfassend die Chromatinarchitektur in menschlichen Zellen nach einer COVID-19-Infektion.
„Wir fanden heraus, dass viele wohlgeformte Chromatin-Architekturen einer normalen Zelle nach einer Infektion desorganisiert werden. Zum Beispiel gibt es eine Art von Chromatin-Architektur, die als A/B-Kompartiment bezeichnet wird und analog zu den Yin- und Yang-Anteilen unseres Chromatins sein kann. Nach einer SARS-CoV-2-Infektion haben wir festgestellt, dass die Yin- und Yang-Anteile des Chromatins ihre normale Form verlieren und sich zu vermischen beginnen.Eine solche Vermischung kann ein Grund dafür sein, dass sich einige Schlüsselgene in infizierten Zellen verändern, darunter ein entscheidendes Entzündungsgen , Interleukin-6, das bei schweren COVID-19-Patienten einen Zytokinsturm verursachen kann“, sagte Li.
Darüber hinaus fand diese Arbeit heraus, dass chemische Modifikationen am Chromatin auch durch SARS-CoV-2 verändert wurden. „Es war bekannt, dass die Veränderungen der chemischen Modifikationen des Chromatins langfristige Auswirkungen auf die Genexpression und Phänotypen haben. Daher könnte unser Ergebnis eine nicht realisierte neue Perspektive bieten, um die viralen Auswirkungen auf das Chromatin des Wirts zu verstehen, die mit einer langen COVID in Verbindung gebracht werden können“, fügte Xiaoyi hinzu Yuan, der an der Forschung mitgewirkt hat.
Laut den Centers for Disease Control and Prevention leidet fast jeder fünfte mit COVID-19 infizierte Amerikaner auch Monate nach der Genesung von einer akuten Infektion noch an langen COVID-Symptomen. Die Forscher hoffen, dass diese Ergebnisse den Weg für mehr Forschung ebnen werden, um die langfristigen Auswirkungen des Virus zu verstehen.
„Bahnbrechende Forschung erfordert häufig, dass Wissenschaftler mit unterschiedlichem Hintergrund, mit unterschiedlichem Fachwissen und aus verschiedenen Abteilungen zusammenkommen und gemeinsam bahnbrechende Forschungsfragen beantworten“, sagten Holger Eltzschig, MD, Ph.D., John P. und Kathrine G. McGovern Distinguished University Chair der Abteilung für Anästhesiologie, Intensivpflege und Schmerzmedizin an der McGovern Medical School. „Das hoch kooperative Forschungsumfeld bei UTHealth Houston fördert diese Möglichkeiten. Das Center for Perioperative Medicine an der McGovern Medical School bei UTHealth Houston bot unseren Experten für SARS-CoV-2-Infektionen, Lungenverletzungen, Epigenetik und Biochemie die Plattform, um diese Transformation voranzutreiben gemeinsam forschen.“
„Diese Studie hat uns aufgeklärt, wie SARS-CoV-2 unser Chromatin auf einzigartige Weise verändern kann, um COVID-19-Symptome zu verursachen. Zukünftige Arbeiten werden sich darauf konzentrieren, die Mechanismen zu verstehen, wie SARS-CoV-2 dies erreichen kann. Dies muss noch getan werden sowohl Zell- als auch Tiermodelle, und durch die Verwendung von Proben von COVID-19-Patienten. Das Auffinden des Mechanismus wird therapeutische Strategien zum Schutz unseres Chromatins und zur besseren Bekämpfung dieses Virus bieten“, sagte Li.
Mehr Informationen:
Ruoyu Wang et al, SARS-CoV-2 restrukturiert die Chromatinarchitektur des Wirts, Naturmikrobiologie (2023). DOI: 10.1038/s41564-023-01344-8