Как COVID-19 може да доведе до диабет

Заедно с пневмонията, кръвните съсиреци и други сериозни здравословни състояния, причинени от SARS-CoV-2 (вирусът COVID-19), някои проучвания установяват и друга обезпокоителна връзка. Някои хора могат да развият диабет след остра инфекция с COVID-19.

Как коронавирусът може да причини диабет? Две нови проучвания, подкрепени от Националните здравни институти в САЩ, помагат да се отговори на този важен въпрос, потвърждавайки, че SARS-CoV-2 може да се насочи и да наруши клетките, произвеждащи организма в тялото. Констатациите са публикувани като предварителни доказателства в списание Cell Metabolism [1,2].

Диабет тип 1 се появява, когато бета-клетките в панкреаса не отделят достатъчно инсулин, за да позволят на организма да метаболизира храната оптимално след хранене. В резултат на тази инсулинова недостатъчност нивата на кръвната захар се повишават, което е отличителен белег на диабета.

По-ранни лабораторни проучвания предполагат, че SARS-CoV-2 може да зарази човешки бета клетки [3]. Изследванията също така показаха, че този опасен вирус може да се репликира в тези бета-клетки, произвеждащи инсулин, да направи повече копия от себе си и да се разпространи в други клетки [4].

Тези най-нови проучвания се основават на тези по-ранни проучвания, за да открият повече за връзката между COVID-19 и диабета. Изследванията са извършени от два независими екипа. Единият екип беше воден от Питър Джаксън от Медицинското училище в Станфордския университет, Пало Алто, Калифорния; а другият екип беше воден от Шуйбинг Чен от Weill Cornell Medicine, Ню Йорк.

И двете проучвания потвърждават инфекция на бета-клетки на панкреаса в проби от аутопсии от хора, починали от COVID-19. Допълнителни проучвания от екипа на Джаксън предполагат, че коронавирусът може преференциално да зарази бета-клетките, произвеждащи инсулин.

Тези открития имат биологичен смисъл. Бета клетките и други клетъчни типове в панкреаса експресират ACE2 рецепторния протеин, ензимния протеин TMPRSS2 и невропилин 1 (NRP1). SARS-CoV-2 зависи от тези протеини да влязат и да заразят човешките клетки. В действителност, екипът на Чен е забелязал признаци на коронавирус както в бета-клетките, произвеждащи инсулин, така и в няколко други типа панкреатични клетки при изследванията на аутопсирана панкреатична тъкан.

Новите открития също показват, че коронавирусната инфекция променя функцията на тъканите на островчетата – панкреатичната тъкан, която съдържа бета клетки. И двата екипа съобщават доказателства, че инфекцията с SARS-CoV-2 води до намалено производство и освобождаване на инсулин от тъканта на панкреаса. Екипът на Джаксън също установява, че инфекцията води директно до смъртта на някои от тези най-важни бета клетки. И те показаха, че този процес може да бъде избегнат чрез блокиране на NRP1.

В допълнение към загубата на бета клетки, инфекцията може да промени и съдбата на оцелелите клетки. Екипът на Чен извърши едноклетъчен анализ, за ​​да разгледа внимателно промените в генната активност в клетките на панкреаса след инфекция с SARS-CoV-2. Тези проучвания показаха, че бета клетките преминават през процес на трансдиференциация, в който изглежда се препрограмират.

В този процес клетките започват да произвеждат по-малко инсулин и повече глюкагон. Глюкагонът е хормон, който насърчава гликогена в черния дроб да се разгради до глюкоза. Клетките също започнаха да произвеждат по-високи нива на храносмилателен ензим, наречен трипсин 1. Важното е също, че проучванията също така показват, че този процес на трансдиференциация може да бъде обърнат от химикал (наречен транс-ISRIB), за който е известно, че намалява важен клетъчен отговор на стрес.

Последствията от тази трансдиференциация на бета клетките все още не са ясни, но се очаква да влошат дефицита на инсулин и да повишат нивата на глюкоза в кръвта. Необходими са повече проучвания, за да се разбере как SARS-CoV-2 достига до панкреаса и каква роля може да играе имунната система в увреждането. Преди всичко, тези проучвания са още едно напомняне за важността да защитите себе си, членовете на семейството си и общността си от COVID-19 чрез ваксиниране, ако още не сте го направили – и насърчаване на близките ви да направят същото.

Справка:

[1] SARS-CoV-2 инфекцията предизвиква трансдиференциация на бета клетки. Tang et al. Cell Metab 2021 19 май; S1550-4131 (21) 00232-1.

[2] SARS-CoV-2 заразява бета-клетки на човешки панкреас и предизвиква увреждане на бета-клетките. Wu et al. Cell Metab. 2021 г. 18 май; S1550-4131 (21) 00230-8.

[3] Човешка платформа, базирана на плюрипотентни стволови клетки, за изследване на тропизма на SARS-CoV-2 и моделиране на вирусна инфекция в човешки клетки и органоиди. Yang L, Han Y, Nilsson-Payant BE, Evans T, Schwartz RE, Chen S, et al. Клетъчна стволова клетка. 2020 г. 2 юли; 27 (1): 125-136.e7.

[4] SARS-CoV-2 инфектира и репликира в клетките на човешкия ендокринен и екзокринен панкреас. Müller JA, Groß R, Conzelmann C, Münch J, Heller S, Kleger A, et al. Nat Metab. 2021 февруари; 3 (2): 149-165.