ทีมวิจัยอังกฤษค้นพบเอนไซม์สำคัญตัวช่วย "โควิด-19" เข้าร่างกาย

2020-05-08 16:35:58

ทีมวิจัยอังกฤษค้นพบเอนไซม์สำคัญตัวช่วย "โควิด-19" เข้าร่างกาย

เผยความก้าวหน้าผลวิจัยโควิด-19 ทีมวิจัยอังกฤษค้นพบเอนไซม์สำคัญตัวช่วยไวรัสเข้าร่างกาย

เป็นที่ทราบกันดีว่า เชื้อไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ ที่เป็นสาเหตุของโรคโควิด - 19 (อาศัยระบบทางเดินหายใจของร่างกายของมนุษย์เป็นแหล่งเพาะเชื้อ เพื่อเพิ่มจำนวนและแพร่เข้าสู่ร่างกาย โดยกลไกการเข้าสู่เซลล์ภายในร่างกายอาศัยโปรตีนที่ชื่อ “เอส โปรตีน” (Spike protein) ที่แสดงออกที่ผิวของไวรัส จับเอนไซม์ที่อยู่บนผิวเซลล์ของอวัยวะต่างๆ เช่น เซลล์ปอด ลำไส้ และหลอดเลือด

นอกจากนี้การเข้าสู่เซลล์ เชื้อไวรัสยังจะต้องอาศัยเอนไซม์อื่นๆ ในเซลล์มนุษย์ แม้ว่าระบบทางเดินหายใจถือว่าเป็นด่านหน้าสำคัญ และเป็นประตูบานแรกของเชื้อไวรัสในการเข้าสู่ร่างกาย แต่แท้จริงแล้วเซลล์เยื่อบุผิวที่พบตามบริเวณต่างๆ ในระบบทางเดินหายใจมีความหลากหลาย ซับซ้อน และประกอบด้วยเซลล์หลายประเภท ภายในถุงลมประกอบไปด้วยเซลล์บุผิวที่มีรูปร่างแบบบาง ซึ่งเหมาะกับแลกเปลี่ยนแก๊ส ในขณะที่เซลล์ที่พบตามเยื่อบุทางเดินหายใจส่วนล่าง ประกอบด้วยเซลล์รูปร่างทรงกระบอกสูง เรียงตัวเบียดกันไปมา แต่มีเซลล์หลายประเภท เช่น เซลล์ที่มีส่วนยื่นออกมาในการดักจับสิ่งแปลกปลอม ส่วนในเยื่อบุโพรงจมูกประกอบได้ด้วยเซลล์ที่ทำหน้าที่หลั่งเมือกเพื่อช่วยรักษาความชุ่มชื้นและเซลล์ที่มีขนขนาดเล็กดักจับสิ่งแปลกปลอม

ดร.วรดล สังข์นาค นักวิจัยไทยจากสถาบันเวลล์คัม แซงเกอร์ (Sanger Institute) ประเทศอังกฤษ 

ดังนั้นหากต้องการที่จะทำลายเชื้อไวรัสอย่างมีประสิทธิภาพ จะต้องเข้าใจก่อนว่าเซลล์ประเภทใดที่ไวรัสใช้เป็นทางผ่านในการเข้าสู่ร่างกาย เพื่อตอบคำถามสำคัญนี้ โครงการ “สนับสนุนข้อมูลวิจัยเชิงลึกด้านเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 (COVID - 19)” สำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมวิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (สกสว.) ได้ทำการรวบรวมข้อมูลงานวิจัยและล่าสุดพบว่า ทีมนักวิทยาศาสตร์ จากสถาบันเวลล์คัม แซงเกอร์ (Sanger Institute) ประเทศอังกฤษ ได้วิเคราะห์ข้อมูลการแสดงออกของยีนส์ที่สังเคราะห์โปรตีนชื่อ ACE2 และ TMRPSS2 รวมถึงโปรตีนอื่น ๆ ที่ไวรัสใช้ในการเข้าสู่ร่างกายในเซลล์เยื่อบุผิวแบบชนิดต่างๆ ในร่างกายของมนุษย์ โดยงานวิจัยชิ้นนี้มี ดร.วรดล สังข์นาค นักวิจัยชาวไทยจากสถาบันเวลล์คัม แซงเกอร์ (Sanger Institute) ประเทศอังกฤษ เป็นหนึ่งในทีมวิจัย

ผลการศึกษาระบุว่า ยีน ACE2 มีการแสดงออกในเซลล์เยื่อบุผิวหลายชนิดตลอดแนวทางเดินหายใจ รวมถึงเซลล์เยื่อบุถุงลม โดยมีการแสดงออกมากที่สุดในเซลล์เยื่อบุโพรงจมูก พบทั้งในเซลล์ที่ทำหน้าที่หลั่งเมือก (goblet cells) และเซลล์เยื่อบุที่มีซีเลีย (ciliated cells) ซึ่งมีการแสดงออกของยีน TMPRSS2 อยู่มาก และพบการแสดงออกร่วมกัน ของ ACE2 และ TMPRSS2 ที่โพรงจมูก ทั้งนี้ พบว่ายีนชื่อ cathepsin B/L มีการแสดงออก ในเซลล์ที่มีการแสดงออก ACE2 ประมาณร้อยละ 70 - 90 แสดงให้เห็นว่า ไวรัสน่าจะอาศัยเอนไซม์ TMPRSS2 และ cathepsin B/L เป็นตัวช่วยสำคัญในการเข้าสู่เซลล์ของไวรัส 

นอกจากนี้การศึกษานี้ยังพบว่า ยีน ACE2 มีการเเสดงออกร่วมกับยีนในระบบภูมิคุ้มกันในเซลล์เยื่อบุผิว ในโพรงจมูก แสดงให้เห็นว่า เซลล์เหล่านี้มีความสำคัญและอาจจะส่งสัญญาณให้ระบบภูมิคุ้มกันตอบสนองต่อเชื้อไวรัสเมื่อเข้าสู่ร่างกาย 

การที่เรามีข้อมูลการแสดงออกของยีน ACE2 รวมถึงยีนอื่น ๆ ที่ไวรัสจำเป็นต้องใช้ในการเข้าสู่ร่ายกายมนุษย์ทำให้เราทราบว่า เชื้อไวรัสน่าจะสามารถเจริญได้ดีในเซลล์เยื่อบุโพรงจมูก และตามโครงสร้างอื่น ๆ ตลอดแนวระบบทางเดินหายใจ และนี่น่าจะเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงติดเชื้อโควิด-19 ทางอากาศได้ง่าย นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่า ยีน ACE2 และ TMRPSS2 เเสดงออกในเนื้อเยื่ออื่น ๆ เช่น กระจกตา และระบบทางเดินอาหาร ซึ่งช่วยอธิบายได้ว่า เหตุใดเชื้อไวรัสโควิด-19 อาจจะส่งผลไม่เฉพาะต่อระบบทางเดินหายใจ แต่อวัยวะ อื่นๆ ในร่างกายก็ได้รับผลกระทบเช่นกัน

แหล่งอ้างอิง : Sungnak W, Huang N, Becavin C, Berg M, Queen R, Litvinukova M, et al. SARS-CoV-2 entry factors are highly expressed in nasal epithelial cells together with innate immune genes. Nat Med. 2020. doi: 10.1038/s41591-020-0868-6

แท็กที่เกี่ยวข้อง