Возбудитель COVID-2019 коронавирус SARS-CoV-2 повреждает важный транспортный белок человека белков — гемоглобин, что усиливает воспаления и приводит к появлению «матового стекла» в легких. Исследование провели ученые из Сычуаньского университета науки и технологий и Ибиньского университета.
Сложный металлсодержащий белок (гемоглабин) имеет гемм – порфириновое ядро, которое содержит атом двухвалентного железа, которое способно связать сразу четыре молекулы кислорода. Собирая О2 в легких, содержащие гемоглобин эритроциты переносят кислород по всему телу.
Частицы SARS-CoV-2 не атакуют красные кровяные тельца непосредственно, но с клетками контактирует ряд неструктурных белков, которые кодирует вирусная РНК, рассказали ученые. Эти белки облегчают коронавирусу закрепление и репликацию в организме, блокируя биохимические пути и клеточные механизмы.
Китайские ученые обнаружили, что некоторые из этих неструктурных белков проникают в эритроциты и вытесняют из порфириновых ядер железо, что лишает клетки возможности транспортировать кислород. Авторы работы идентифицировали три подобных протеина — orf1ab, ORF10 и ORF3a. Также участвовать в связывании с гемом могут белок ORF8 и поверхностный гликопротеин вируса.
В результате такого воздействия в легких усиливаются воспалительные процессы, начинается гипоксемия, усиливаются полиорганная кислородная недостаточность и острый респираторный дистресс-симптом (ОРДС).
Кроме того, связывание вирусных белков с гемом объясняет возникновение симптома матового стекла у бессимптомно переболевших коронавирусом. Он проявляется снижением прозрачности легочной ткани, которое появляется из-за накопления гемоглобина в альвеолах и сокращения их воздушности. В крови некоторых больных повышается концентрация железосодержащего белка ферритина.
Ученые подчеркивают, что их открытие объясняет эффективность при лечении Covid-19 гидроксихлорохина и фавипиравира. По словам китайских исследователей, химический предшественник гидроксихлорохина хлорохин способен блокировать атаку кодируемых вирусной РНК белков orf1ab, ORF3a и ORF10, что позволяет снизить негативное влияние инфекции на легкие.
Антивирусный препарат фавипиравир блокирует поверхностные гликопротеины и вирусный белок ORF7a. В результате вирус не может проникнуть в клетку, а его белки — видоизменить молекулы гемоглобина. Препринт статьи доступен в архиве ChemRxiv.
Ранее китайские врачи-рентгенологи из городского округа Ланьчжоу показали, как выглядят легкие 33-летней пациентки с COVID-2019.