实验室培养的跳动心脏细胞,用于识别潜在的药物,以防止与covid -19相关的心脏损伤

实验室培养的跳动心脏细胞,用于识别潜在的药物,以防止与covid -19相关的心脏损伤
图1:检测与SARS-CoV-2病毒感染相关的宿主细胞蛋白质和基因。a-f人类胚胎干细胞来源的心肌细胞(hESC-CMs)的代表性荧光共聚焦图像(n = 3个独立的重复实验)(上)和人类左心室(人LV)组织切片的代表性荧光图像(n = 6个来自6个不同的供体)(下)。细胞和组织均用4%甲醛固定,并用针对ACE2 a、TMPRSS2 b、B0AT1 c、组织蛋白酶b d、组织蛋白酶L e和furin f的一级抗体进行免疫标记,然后用结合Alexa Fluor 555(黄色)和Hoechst 33342核标记(蓝色)的二抗显示。g显示仅用二抗和Hoechst 33342核标记处理的对照细胞(上)和组织(下)。标尺显示50 μm。h图解数据显示,在使用针对上述蛋白靶点的一抗的二抗可视化后,观察到的hESC-CM人群免疫标记阳性的百分比(上图背景)。i图表数据显示病毒进入和处理基因在hESC-CMs (n = 3个重复,跨越三个不同的分化)和人类左心室(n = 5个个体)表达的百万分reads (RPM)±SEM。SLC6A19、CTSB和CTSL分别是编码B0AT1、组织蛋白酶B和组织蛋白酶L的基因。所有图形数据均为平均值±SEM,并标明个别数据点。信贷:DOI: 10.1038 / s42003 - 021 - 02453 - y

剑桥大学的科学家在实验室培育了跳动的心脏细胞,并展示了它们是如何容易受到SARS-CoV-2感染的。发表在通信生物学在美国,他们用这个系统证明了一种名为DX600的实验性肽药物可以防止病毒进入心脏细胞。

心脏是SARS-CoV-2感染损伤的主要器官之一,尤其是心脏即“心肌细胞”,负责收缩和循环血液。也有人认为,心脏细胞受损可能是长时间COVID症状的原因之一。

患者基础死于COVID-19(由SARS-CoV-2感染引起的疾病)的可能性是其他疾病的四倍多。在这些个体中,COVID-19患者的病死率从2.3%上升到10.5%。

为了进入我们的细胞,SARS-CoV-2劫持了细胞表面的一种蛋白质,一种被称为ACE2的受体。sars - cov -2表面的刺突蛋白使其具有典型的“冠状”外观,并与ACE2结合。刺突蛋白和ACE2都被分裂,使遗传物质从进入宿主细胞。病毒操纵它的机制允许自己复制和传播。

剑桥大学的一组科学家使用了在实验室里培养心脏细胞群,并证明这些细胞模仿体内细胞的行为,像泵血一样跳动。至关重要的是,这些模型心脏细胞还包含SARS-CoV-2感染所需的关键成分,特别是ACE2受体。

该团队在专门的生物安全实验室工作,并使用一种更安全的、修饰过的合成(“伪型”)病毒,用SARS-CoV-2刺突蛋白装饰,模拟了病毒如何感染心脏细胞。然后他们用这个模型来筛选潜在的阻断感染的药物。

图片来源:剑桥大学

来自wellcom - mrc剑桥干细胞研究所的桑杰·辛哈博士说:“利用干细胞,我们成功地创造了一个模型,在很多方面,它的行为就像心脏一样,有节奏地跳动。这让我们能够观察冠状病毒如何感染细胞,重要的是,帮助我们筛选可能防止心脏损伤的药物。”

该团队表明,一些针对SARS-CoV-2病毒进入蛋白质的药物显著降低了感染水平。这些药物包括一种ACE2抗体,此前已被证明可以中和伪型SARS-CoV-2病毒,以及一种实验药物DX600。

DX600是一种ACE2肽拮抗剂,这是一种专门针对ACE2的分子,并抑制在允许病毒侵入细胞中起作用的肽的活性。

DX600的预防效果是它的7倍与抗体相比,尽管研究人员说这可能是因为它使用了更高的浓度。该药物没有影响心脏细胞的数量,这意味着它不太可能有毒。

剑桥大学圣凯瑟琳学院医学系的安东尼·达文波特教授说:“刺突蛋白就像一把钥匙,可以插入表面的‘锁’- ACE2受体-允许它进入。DX600就像口香糖一样,会堵塞锁的机制,使钥匙更难转动和解锁牢房的门。

“我们需要对这种药物做进一步的研究,但它可以为我们提供一种新的治疗方法,帮助减少最近感染病毒的患者对心脏的伤害,特别是那些已经有潜在疾病的患者病情或未接种疫苗者。我们认为它也可能有助于减少长时间COVID的症状。”


进一步探索

抗新冠肺炎新药候选药物

更多信息:Thomas L. Williams等人,人类胚胎干细胞来源的心肌细胞平台筛选SARS-CoV-2感染抑制剂,通信生物学(2021)。DOI: 10.1038 / s42003 - 021 - 02453 - y
期刊信息: 通信生物学

所提供的剑桥大学
引用:实验室培养的心脏跳动细胞,用于确定预防covid -19相关心脏损伤的潜在药物(2021年,8月5日),2022年8月10日从//www.puressens.com/news/2021-08-lab-grown-heart-cells-potential-drug.html获得
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