Доктор Кара Фитцджеральд, научный сотрудник Института функциональной медицины в США, объяснила роль протеазы Фурина в развитии тяжелого течения COVID-19. Различные заболевания, связанные с повышенным уровнем Фурина - включая ожирение, гипертонию и диабет – демонстрируют совпадение с уязвимостью к более тяжелым формам COVID-19. Исследование доктора Фитцджеральда, опубликованное в медицинском журнале Permanente, было опубликовано в сентябре 2020 года.
Что такое протеаза Фурина?
Протеазы описывают большую группу разнообразных гидролитических ферментов. Они катализируют протеолиз, расщепление белков на более мелкие полипептиды или отдельные аминокислоты.
Протеазы также играют ключевую роль в биохимических и физиологических процессах во всем организме.
Фурин, который был официально идентифицирован в 1990 году, катализирует простую биохимическую реакцию – протеолитическое созревание пропротеиновых субстратов в секреторном пути. Протеаза играет важную роль в гомеостазе, а также при различных заболеваниях - от болезни Альцгеймера и сибирской язвы до лихорадки Эбола, рака, диабета, ожирения и гипертонии.
Фурин и COVID-19
Коронавирусы (CoVs) содержат четыре структурных белка, включая cпайк (S), мембрану (M), оболочку (E) и нуклеокапсид (N). Спайк, гликопротеин коронавирусов, опосредует связывание коронавирусов с поверхностно-специфическими рецепторами клетки-хозяина.
Спайковый белок играет ключевую роль на ранних стадиях вирусной инфекции, а домен S1 отвечает за связывание рецепторов. Между тем, домен S2 опосредует слияние мембран.
Спайковый гликопротеин коронавируса SARS-CoV-2 (возбудителя COVID-19) содержит комплекс расщепления Фурина (FCC). Модифицированный S-гликопротеин может взаимодействовать с поверхностным рецептором ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2), который является специфическим рецептором, обнаруженным в клетках человека, особенно в эпителии легких. ACE2 вирус использует для внедрения в клетку. S1 или рецептор-связывающий домен контактирует с ACE2, чему способствует расщепление Фурина.
Недавние исследования показали, что S-белок коронавируса SARS-CoV-2 имеет от 10 до 20 раз большую вероятность связывания с человеческим рецептором ACE2, чем s-белок предыдущих коронавирусов. Это означает, что SAR-CoV-2 значительно более заразен.
Вирусный захват протеазы Фурина
В настоящем исследовании доктор Кара Фитцджеральд отметила, что коронавирус SARS-CoV-2 использует Фурин организма человека для расщепления белка S сразу после сборки вириона. Этот механизм отделяет Фурин от других вирусно захваченных протеаз, что может увеличить патогенность SARS-CoV-2.
Наличие FCC (комплекса расщепления Фурина) позволяет вирусу распространяться и вызывать более тяжелое течение COVID-19 и смертность. Фурин присутствует в большинстве тканей организма и высоко экспрессируется в легких, что может объяснить, как вирус проникает в дыхательные пути и вызывает болезнь.
Фурин и сопутствующие заболевания
Доктор Кара Фитцджеральд отметила, что наличие повышенных уровней Фурина, наблюдаемых у людей с сердечно-сосудистыми и метаболическими заболеваниями, делает их уязвимыми для проникновения и репликации SARS-CoV-2. Они более восприимчивы к заражению SARS-CoV-2 и имеют повышенный риск серьезных осложнений, поскольку коронавирус быстро распространяется по всему организму.
Кроме того, Фурин активирует несколько пептидов, которые могут стимулировать развитие COVID-19. Во-первых, Фурин стимулирует ренин-ангиотензин-альдостероновую систему (РААС), стимулируя рецептор проренина. В результате образуется сосудосуживающий ангиотензин, а также секретируется альдостерон, который может вызвать гипокалиемию.
Некоторые пациенты c COVID-19 испытывают коагулопатию и гипоксию, которая включает фактор свертывания VIII и фактор фон Виллебранда. Фурин необходим для активации фактора свертывания крови VIII.
Все эти механизмы способствуют развитию тяжелых симптомов COVID-19. Сильная гипоксия является отличительной чертой, обнаруживаемой в тяжелых случаях COVID-19.
Фурин, как терапевтическая цель лечения COVID-19
Таким образом, Фурин может выступать в качестве терапевтической мишени для лечения COVID-19. Ингибирование Фурина может помочь в лечении тяжелобольных пациентов.
Гепарин является ингибитором Фурина и имеет приемлемое соотношение риска и пользы. Поскольку некоторые пациенты с тяжелым COVID-19 испытывают риск развития коагулопатии, применение гепарина было связано с более низкой смертностью среди госпитализированных пациентов.
Кроме того, гипоксия индуцирует экспрессию Фурина, а также все 3 промотора гена FUR содержат сайты связывания индуцируемого гипоксией фактора-1 (HIF-1). Берберин (растительный алкалоид барбариса и Желтокорня), который является ингибитором HIF-1, возможно, является потенциальным лечением для пациентов COVID-19.
Наконец, изменение образа жизни среди пациентов с высоким риском и сопутствующими заболеваниями может помочь снизить уровень Фурина и общее исходное воспаление. Поддержание здорового веса и образа жизни может препятствовать проникновению и репликации вирусов.
"Устранение сопутствующих заболеваний (и связанных с ними повышенных уровней Фурина) с помощью диеты, модификации образа жизни и фармакологического лечения является логической стратегией снижения патогенности COVID-19. Природные и фармакологические ингибиторы Фурина могут оказаться весьма полезными для подавления проникновения и распространения вирусов", - сделала вывод доктор Кара Фитцджеральд.
Источник информации: https://www.thepermanentejournal.org
----------------------------
Дополнительная информация от КОД ЖИЗНИ
Известные вещества, снижающие активность гена Фурина
Известные вещества, увеличивающие активность гена Фурина
-------------------------
---------------------------
Мелатонин способен помочь при коронавирусе COVID-19?
Коронавирус: нужна ли физическая тренировка во время пандемии?
Цинк и коронавирус: как повысить эффективность иммунитета
---------------------------