6 ژوئیه 2022- همه گیری بیماری کروناویروس 2019، که در اثر شیوع سریع سندرم حاد تنفسی ویروس کرونا (SARS-CoV-2) ایجاد می شود، به طور قابل توجهی بر سیستم مراقبت­های بهداشتی و اقتصاد جهانی تأثیر گذاشته است. چندین مطالعه گزارش کرده اند که افراد در سنین بالاتر و همچنین افرادی که دارای بیماری های همراه خاص مانند چاقی و دیابت هستند، در معرض خطر بیشتری برای ابتلا به عفونت شدید SARS-CoV-2 هستند.

زمینه

اگرچه اکثر بیماران COVID-19 از علائم خفیف تا متوسط ​​رنج می برند، 10-15٪ افراد علائم شدیدی شبیه ذات الریه را تجربه می کنند. در برخی افراد، کووید-19 باعث آسیب بافتی می شود و ناهنجاری های متابولیکی را تحریک می کند که می تواند شامل سنتز غیر طبیعی لیپیدها، انسولین و اسیدهای آمینه باشد. مکانیسم مولکولی زمینه‌ای مرتبط با این ناهنجاری‌های متابولیکی، هنوز مشخص نشده است

مطالعات قبلی نشان داده اند که مسیر سیگنالینگ فاکتور رشد شبه انسولین 1(IGF) ، نقش مهمی در متابولیسم انرژی دارد. سایر مسیرهای مولکولی مرتبط با جذب و استفاده انرژی، مسیر پایین دستیAKT/mTOR/MAPK  و تعاملات لیگاند/گیرنده است که سیگنال دهی سلولی را از طریقIRS/PI3K  ، آغاز می کند.

مقاومت به انسولین یا پاسخ های غیرطبیعی انسولین/IGF ، به دلیل اختلال در مسیر سیگنال دهی انسولین/IGF ، در اندام ها و بافت ها رخ می دهد. علاوه بر مقاومت به انسولین، اختلال در مسیر سیگنالینگ انسولین/IGF ، همچنین منجر به افزایش قند خون، دیابت، چربی خون و چاقی می شود.

یک مطالعه ی قبلی نشان داد که حذف سیستمیک گیرنده ی انسولین در موش باعث شروع زودهنگام دیابت می شود. علاوه بر این، برخی از موش ها به دلیل کتواسیدوز مردند.

مهار مسیر سیگنالینگ انسولین/IGF ، در بافت چربی، منجر به از بین رفتن بافت چربی می شود. این وضعیت همچنین باعث سندرم متابولیکی شدید می شود، که نشان می دهد سیگنال دهی انسولین/IGF  برای عملکرد سلول­های بتای پانکراس حیاتی است.

مطالعات قبلی همچنین نشان داده‌اند که حذف گیرنده ی انسولین در سلول‌های بتا، باعث کاهش تولید انسولین می‌شود، وضعیتی که به نام دیابت شناخته می‌شود. ارتباط بین مقاومت به انسولین و اختلال عملکرد ریه در انسان نیز در مطالعات منتشر شده، مستند شده است. تا به امروز، مطالعات بسیار کمی تأثیر عفونت SARS-CoV-2 را بر مسیر سیگنالینگ انسولین/IGF ، تعیین کرده اند.

در مورد مطالعه

در مطالعه ی اخیر که در مجله ی متابولیسم منتشر گردید، دانشمندان تأثیر SARS-CoV-2 را بر مسیر سیگنالینگ انسولین/IGF، ارزیابی کردند. در اینجا، محققان داده‌های ترانسکریپتوم با کارایی بالا مربوط به سلول‌ها و بافت‌های آلوده به SARS-CoV-2 را از پایگاه‌های داده عمومی به‌دست آوردند.

محققان همچنین داده‌های کالبد شکافی(autopsy) ریه‌های بیماران مبتلا به کووید-19 و غیر مبتلا به کووید-19 را جمع آوری کردند. آنها همچنین تأثیر عفونت SARS-CoV-2 را بر ارگانوئیدهای کبدی مشتق از سلول های بنیادی پرتوان انسانی (hPSC) ارزیابی کردند.

مطالعه حاضر تأثیر IRF1 را بر سیگنال‌دهی انسولین با استفاده از سلول‌های HEK293T و Calu3 ارزیابی کرد. برای ارزیابی نقش عوامل خطر COVID-19 مانند جنس، سن، چاقی و دیابت بر تنظیم مکانیسمی، دانشمندان چندین ترانسکریپتوم از سلول‌ها و بافت‌های متابولیکی، تنفسی و غدد درون ریز انسان را تجزیه و تحلیل کردند.

یافته های این مطالعه

ارتباط قوی بین اختلال در مسیر سیگنالینگ انسولین/IGF  و COVID-19 شدید، مشاهده شد. علاوه بر این، محققان دریافتند که عفونتSARS-CoV-2 ، بر طیف گسترده ای از مسیرهای سیگنالینگ انسولین/IGF  در ریه ها، کبد، سلول های پانکراس و بافت چربی تأثیر می گذارد.

همچنین مشخص شد کهIRF1 ، با اختلال در مسیر سیگنالینگ انسولین/IGF  ، ارتباط دارد. مطالعات قبلی ارتباط بیانIRF1 را با جنس مرد، سن بالاتر، دیابت وCOVID-19 ، گزارش کرده بودند. در واقع، بیان بالاترIRF1 با چاقی، سن بالاتر، دیابت و/یا واریانت ژنتیکی مرتبط است، که ممکن است به دلیل تنظیم مثبتIRF1  در پاسخ به عفونتSARS-CoV-2 ، تشدید شود.

مطالعات قبلی نشان داده اند که واریانت اینترون IRF1 -rs17622656-A- به وفور در جمعیت های اروپایی و آمریکایی وجود دارد. مطالعه حاضر گزارش می دهد که پاتولوژی COVID-19 توسط بیان بالاتر IRF1 و بیان کمتر مولکول های مسیر سیگنالینگ انسولین/IGF ، کنترل می شود.

درمان هورمونی به شکل دی هیدروتستوسترون و دگزامتازون به طور موثر بیان ژن IRF1 را کاهش می دهد. این یافته‌ها محققان را به این فرضیه سوق داد که این درمان می‌تواند مسیر سیگنالینگ انسولین/IGF  را در سلول‌ها و بافت‌های آلوده به SARS-CoV-2 افزایش دهد و در نتیجه سیگنال‌دهی سلولی را بهبود بخشد.

این یافته قویاً نشان می دهد که عفونتSARS-CoV-2 ، نه تنها بر مجاری تنفسی تأثیر می گذارد، بلکه سلول ها و بافت های غدد درون ریز و متابولیک را نیز مختل می کند. بنابراین شناسایی اساس مولکولی این مشاهدات پاتولوژیک می تواند به توسعه درمان های بهتر برای COVID-19 در آینده کمک کند.

اختلال در مسیر سیگنالینگ انسولین/IGF ، در سلول ها و بافت های کبد، ریه ها و پانکراس منجر به ایجاد اختلال عملکرد چند اندام می شود. از آنجایی کهCOVID-19 ، باعث اختلال در مسیر سیگنالینگ انسولین/ IGF می شود، درنتیجه با تنظیم منفی مسیرهای متابولیک مختلف از جمله چرخه سیترات، متابولیسم لیپید، اکسیداسیون بتا، متابولیسم اسید آمینه و متابولیسم کربوهیدرات و انتقال الکترون تنفسی مرتبط است.

محققان همچنین بر پتانسیل التهاب ناشی از COVID-19، برای القای مقاومت به انسولین در سلول‌ها و بافت‌های مختلف تاکید کردند.

نتیجه گیری

مطالعه حاضر نشان داد که درمان‌های دی هیدروتستوسترون و دگزامتازون می‌توانند مقاومت به انسولین و ناهنجاری‌های متابولیکی را در بیماران COVID-19، بهبود بخشند. در آینده، آزمایش‌های فیزیولوژیکی، پاتولوژیک و دارویی بیشتری باید برای تخمین اثربخشی بالینی این درمان ها در بیماران COVID-19، انجام شود.

منبع:

https://www.news-medical.net/news/20220706/COVID-19-impairs-the-insulinIGF-signaling-pathway.aspx