Η βιοχημεία του COVID-19

Μωυσόγλου, Άννα Μαρία

The biochemistry of COVID-19

Πτυχιακή εργασία

Author

Μωυσόγλου, Άννα Μαρία

Date

2023-07-10

Advisor

Καρκαλούσος, Πέτρος
Τράπαλη, Μαρία
Φούντζουλα, Χριστίνα

Πτυχιακή Εργασία (1.490Mb)

Keywords

Κορονοϊός ; Covid-19 ; Σοβαρό οξύ αναπνευστικό σύνδρομο ; Σύστημα ρενίνης-αγγειοτενσίνης

Abstract

Ένα καινούριο στέλεχος κορονοϊού ανακαλύφθηκε το Δεκέμβριο του 2019 στη πόλη Γουχάν της Κίνας προκαλώντας την ασθένεια του κορονοϊού 2019 (COVID-19) ή αλλιώς οξεία αναπνευστική νόσος 2019. Το καινούριο αυτό στέλεχος ονομάστηκε SARS-CoV-2 και πολλές έρευνες έχουν δείξει πως παρουσιάζει γενετικές ομοιότητες με τον ιό SARS-CoV (υπεύθυνος για την επιδημία του 2002-2004).Ο SARS-CoV-2, όπως και ο SARS-CoV, εισέρχεται στα κύτταρα του ξενιστή μετά από ένωση της πρωτεΐνης S του ιού με έναν τύπο υποδοχέα, το ACE2, ο οποίος εκφράζεται σε πολλά όργανα και ιστούς στο ανθρώπινο σώμα. Το ACE2 είναι ο κύριος ρυθμιστής (master regulator) του συστήματος ρενίνης-αγγειοτενσίνης (RAS) διασπώντας την Ang1 σε Ang 1-9 και την Ang2 σε Ang 1-7. Η Ang1-7 και η Ang 1-9 ανταγωνίζονται τη δράση της Ang2 προκαλώντας αγγειοδιαστολή με ταυτόχρονη μείωση της ίνωσης και δρουν προστατευτικά όσον αφορά την υπέρταση, τη θρόμβωση και τη φλεγμονή. Από αυτά τα δύο πεπτίδια εξαρτάται ο βαθμός με τον οποίο θα δράσει το ΣΡΑΑ και κατ’επέκταση η ομοιόσταση του οργανισμού όσον αφορά την αρτηριακή πίεση και την ισορροπία των υγρών και ηλεκτρολυτών.Κατά την σύνδεση με το ACE2 η γλυκοπρωτεΐνη S του SARS-CoV-2 διασπάται σε δύο υπομονάδες την S1 και την S2 από το ένζυμο φουρίνη, το οποίο παράγεται από τα ανθρώπινα κύτταρα και βρίσκεται σε πολλούς ιστούς. Η S1 υπομονάδα περιλαμβάνει την περιοχή σύνδεσης (Receptor Binding Domain) και η S2 συντήκεται με τη μεμβράνη του κυττάρου-ξενιστή και καθιστά εφικτή την είσοδο του ιού στο κύτταρο.Εκτός από το ACE2 υπάρχει ακόμα μία πρωτεάση που παίζει καθοριστικό ρόλο στην ενδοκύττωση του ιού στα κύτταρα, η TMPRSS2, η οποία συνεκφράζεται με τον ACE2 στα κυψελιδικά, εντερικά και νεφρικά κύτταρα. Γι ΄αυτό τα όργανα αυτών των κυττάρων είναι αυτά που προσβάλλονται κυρίως από τον νέο κορωνοϊό. Οι σημαντικότερες παθολογικές καταστάσεις που έχουν παρατηρηθεί είναι το σύνδρομο οξείας αναπνευστικής δυσχέρειας (ARDS), μυοκαρδιακές βλάβες, εγκεφαλοπάθεια, λεμφοπενία και οξεία πνευμονική εμβολή, που όλες θα μπορούσαν, τουλάχιστον εν μέρει, να αποδοθούν στην ανισορροπία του ΣΡΑΑ.

Abstract

A new strain of coronavirus was discovered in December 2019 in the city of Wuhan, China, causing the coronavirus disease 2019 (COVID-19) or acute respiratory disease 2019. This new strain was named SARS-CoV-2 and many studies have shown that it shows genetic similarities with the SARS-CoV virus (responsible for the 2002-2004 epidemic).SARS-CoV-2, like SARS-CoV, enters host cells after binding the S protein of the virus to a type of receptor, ACE2, which is expressed in many organs and tissues in the human body.ACE2 is the master regulator of the renin-angiotensin system (RAS) by cleaving Ang1 to Ang 1-9 and Ang2 to Ang 1-7. Ang 1-7 and Ang 1-9 antagonize the action of Ang2 by causing vasodilation while reducing fibrosis and are protective against hypertension, thrombosis and inflammation. From these two peptides depends the degree to which the RAS will act and by extension the homeostasis of the organism in terms of blood pressure and the balance of liquids and electrolytes. Upon binding to ACE2, the SARS-CoV-2 glycoprotein S is cleaved into two subunits, S1 and S2, by the enzyme furin, which is produced by human cells and is found in many tissues. The S1 subunit contains the Receptor Binding Domain and the S2 fuses with the host cell membrane and enables the virus to enter the cell.In addition to ACE2, there is another protease that plays a decisive role in the endocytosis of the virus into cells, TMPRSS2, which is co-expressed with ACE2 in alveolar, intestinal and renal cells. That is why the organs of these cells are the ones that are mainly attacked by the new corona virus. The major pathological conditions that have been observed are acute respiratory distress syndrome (ARDS), myocardial lesions, encephalopathy, lymphopenia, and acute pulmonary embolism, all of which could be, at least in part, attributable to the imbalance of RAS.