Science Daily, 01/04/2022
Theo một nghiên cứu tiền lâm sàng được đồng dẫn đầu bởi các nhà nghiên cứu tại Weill Cornell Medicine, NewYork-Presbyterian và Trường Y khoa NYU Grossman, vi-rút SARS-CoV-2 có thể lây nhiễm sang các tế bào tạo nhịp tim chuyên biệt để duy trì nhịp đập của tim, gây ra quá trình tự hủy hoại trong tế bào. Phát hiện này đưa ra lời giải thích khả dĩ cho chứng rối loạn nhịp tim thường thấy ở bệnh nhân nhiễm SARS-CoV-2.
Trong nghiên cứu, được báo cáo vào ngày 1 tháng 4 trên tạp chí Circulation Research, các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô hình động vật cũng như các tế bào tạo nhịp tim có nguồn gốc từ tế bào gốc của con người để chỉ ra rằng SARS-CoV-2 có thể dễ dàng lây nhiễm các tế bào tạo nhịp tim và kích hoạt một quá trình gọi là ferroptosis, trong đó các tế bào tự hủy nhưng cũng tạo ra các phân tử oxy phản ứng có thể tác động đến các tế bào lân cận.
Đồng tác giả nghiên cứu, Tiến sĩ Shuibing Chen, Giáo sư phẫu thuật Kilts Family và là Giáo sư sinh học hóa học trong phẫu thuật và trong sinh hóa tại Weill Cornell Medicine cho biết: “Đây là một lỗ hổng đáng ngạc nhiên và rõ ràng là duy nhất của những tế bào này – chúng tôi đã xem xét nhiều loại tế bào khác của con người có thể bị nhiễm SARS-CoV-2, bao gồm cả tế bào cơ tim, nhưng chỉ tìm thấy dấu hiệu của ferroptosis trong các tế bào điều hòa nhịp tim”. (Sinh học hóa học đề cập đến cách hóa học có thể được áp dụng để giải quyết các vấn đề sinh học).
Rối loạn nhịp tim (Arrhythmias) bao gồm nhịp tim quá nhanh (tachycardia) và quá chậm (bradycardia) đã được ghi nhận ở nhiều bệnh nhân COVID-19, và nhiều nghiên cứu đã liên kết những nhịp điệu bất thường này với kết quả COVID-19 tồi tệ hơn. Tuy nhiên, việc lây nhiễm SARS-CoV-2 có thể gây ra chứng loạn nhịp tim như thế nào vẫn chưa rõ ràng.
Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu bao gồm cả đồng tác giả chính là Tiến sĩ Benjamin tenOever của Trường Y khoa NYU Grossman, đã tiến hành nghiên cứu trên chuột đồng vàng (golden hamsters) – một trong những động vật thí nghiệm duy nhất phát triển một cách đáng tin cậy các dấu hiệu giống COVID-19 từ việc nhiễm SARS-CoV-2. Họ đã tìm ra bằng chứng cho thấy sau khi tiếp xúc qua đường niêm mạc mũi, vi-rút có thể lây nhiễm sang các tế bào của bộ phận tạo nhịp tim tự nhiên, được gọi là nút xoang nhĩ.
Để nghiên cứu chi tiết hơn về tác động của SARS-CoV-2 đối với tế bào tạo nhịp tim và với tế bào người, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các công nghệ tế bào gốc tiên tiến để khiến tế bào gốc phôi người trưởng thành thành các tế bào gần giống với tế bào nút xoang nhĩ. Họ chỉ ra rằng những tế bào tạo nhịp tim của con người được cảm ứng này biểu hiện thụ thể ACE2 và các yếu tố khác mà SARS-CoV-2 sử dụng để xâm nhập vào các tế bào và chúng rất dễ bị lây nhiễm bởi SARS-CoV-2. Các nhà nghiên cứu cũng quan sát thấy sự gia tăng lớn hoạt động của gen miễn dịch gây viêm trong các tế bào bị nhiễm bệnh.
Tuy nhiên, phát hiện đáng ngạc nhiên nhất của nhóm nghiên cứu là các tế bào tạo nhịp tim, để đối phó với stress nhiễm trùng, cho thấy những dấu hiệu rõ ràng của một quá trình tự hủy tế bào được gọi là ferroptosis, liên quan đến việc tích tụ sắt và sản sinh ra phân tử oxy phản ứng phá hủy tế bào. Các nhà khoa học đã có thể đảo ngược những dấu hiệu này trong tế bào bằng cách sử dụng các hợp chất được biết là liên kết với sắt và ức chế quá trình ferroptosis.
“Phát hiện này cho thấy một số rối loạn nhịp tim được phát hiện ở bệnh nhân COVID-19 có thể là do tổn thương ferroptosis đối với nút xoang nhĩ,” đồng tác giả chính là Tiến sĩ Robert Schwartz, phó giáo sư y khoa tại Khoa Tiêu hóa và Gan mật tại Weill Cornell Medicine và là một bác sĩ gan mật tại NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center.
Các nhà nghiên cứu cho biết, mặc dù về nguyên tắc, bệnh nhân COVID-19 có thể được điều trị bằng thuốc ức chế ferroptosis để bảo vệ tế bào nút xoang nhĩ, nhưng các loại thuốc kháng vi-rút ngăn chặn tác động của nhiễm SARS-CoV-2 ở tất cả các loại tế bào sẽ được ưu tiên hơn.
Các nhà nghiên cứu có kế hoạch tiếp tục sử dụng các mô hình động vật và tế bào của họ để điều tra tổn thương nút xoang nhĩ trong bệnh COVID-19 và hơn thế nữa.
“Có những hội chứng rối loạn nhịp tim ở người khác mà chúng tôi có thể mô hình hóa bằng nền tảng của mình”, đồng tác giả chính Tiến sĩ Todd Evans, Giáo sư phẫu thuật và Phó trưởng khoa nghiên cứu tại Weill Cornell Medicine, cho biết. “Và, mặc dù các bác sĩ hiện có thể sử dụng thiết bị điều hòa nhịp tim điện tử nhân tạo để thay thế chức năng của nút xoang nhĩ bị tổn thương, nhưng ở đây vẫn có tiềm năng sử dụng các tế bào xoang nhĩ như chúng tôi đã phát triển như một liệu pháp thay thế điều hòa nhịp tim dựa trên tế bào.”
Tài liệu tham khảo:
Yuling Han, Jiajun Zhu, Liuliu Yang, Benjamin E. Nilsson-Payant, Romulo Hurtado, Lauretta A. Lacko, Xiaolu Sun, Aravind R. Gade, Christina A. Higgins, Whitney J. Sisso, Xue Dong, Maple Wang, Zhengming Chen, David D. Ho, Geoffrey S. Pitt, Robert E. Schwartz, Benjamin R. tenOever, Todd Evans, Shuibing Chen. SARS-CoV-2 Infection Induces Ferroptosis of Sinoatrial Node Pacemaker Cells. Circulation Research, 2022; 130 (7): 963 DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.121.320518
Nguồn: Weill Cornell Medicine
