Desde o início da pandemia de COVID-19 causada pelo vírus SARS-CoV-2, os pesquisadores tentam determinar por que esse vírus cria efeitos tão negativos a longo prazo em comparação com a maioria dos coronavírus.

Agora, um consórcio multi-institucional de pesquisadores liderado por uma equipe do Children's Hospital of Philadelphia (CHOP) e da COVID-19 International Research Team (COV-IRT) descobriu que os genes das mitocôndrias, os produtores de energia de nossas células, pode ser impactado negativamente pelo vírus, levando à disfunção em vários órgãos além dos pulmões. Essas descobertas, publicadas na revista Science Translational Medicine , sugerem novas abordagens para o tratamento do COVID-19.

As mitocôndrias são encontradas em todas as células do nosso corpo. Os genes responsáveis ??pela geração das mitocôndrias estão dispersos tanto no DNA nuclear localizado no núcleo de nossas células quanto no DNA mitocondrial (mtDNA) localizado dentro de cada mitocôndria. Estudos anteriores mostraram que as proteínas SARS-CoV-2 podem se ligar às proteínas mitocondriais nas células hospedeiras, levando potencialmente à disfunção mitocondrial .

Para entender como o SARS-CoV-2 afeta as mitocôndrias, os pesquisadores do Centro de Medicina Mitocondrial e Epigenômica (CMEM) do CHOP, juntamente com seus colegas do COV-IRT, queriam analisar a expressão do gene mitocondrial para detectar diferenças causadas pelo vírus. Para fazer isso, eles analisaram uma combinação de tecidos nasofaríngeos e de autópsia de pacientes afetados e modelos animais.

"As amostras de tecido de pacientes humanos nos permitiram ver como a expressão gênica mitocondrial foi afetada no início e no final da progressão da doença, enquanto os modelos animais nos permitiram preencher os espaços em branco e observar a progressão das diferenças de expressão gênica ao longo do tempo", disse. disse o primeiro autor do estudo, Joseph Guarnieri, Ph.D., pesquisador de pós-doutorado do CMEM no CHOP.

O estudo descobriu que no tecido da autópsia, a expressão do gene mitocondrial havia se recuperado nos pulmões, mas a função mitocondrial permaneceu suprimida no coração, assim como nos rins e no fígado. Ao estudar modelos animais e medir o momento em que a carga viral estava em seu pico nos pulmões, a expressão do gene mitocondrial foi suprimida no cerebelo, embora nenhum SARS-CoV-2 tenha sido observado no cérebro. Modelos animais adicionais revelaram que, durante a fase intermediária da infecção por SARS-CoV-2, a função mitocondrial nos pulmões estava começando a se recuperar.

Tomados em conjunto, esses resultados revelam que as células hospedeiras respondem à infecção inicial de uma maneira que envolve os pulmões, mas com o tempo, a função mitocondrial nos pulmões é restaurada, enquanto em outros órgãos, principalmente no coração, a função mitocondrial permanece prejudicada.

“Este estudo nos fornece fortes evidências de que precisamos parar de olhar para o COVID-19 como estritamente uma doença respiratória superior e começar a vê-lo como um distúrbio sistêmico que afeta vários órgãos”, disse o co-autor sênior Douglas C. Wallace, Ph. D., diretor do CMEM do CHOP. "A disfunção contínua que observamos em outros órgãos além dos pulmões sugere que a disfunção mitocondrial pode estar causando danos a longo prazo aos órgãos internos desses pacientes".

Embora estudos futuros usando esses dados estudem como respostas imunes e inflamatórias sistêmicas podem ser responsáveis ??por doenças mais graves em alguns pacientes, a equipe de pesquisa encontrou um potencial alvo terapêutico no microRNA 2392 (miR-2392), que demonstrou regular a função mitocondrial em amostras de tecido humano utilizadas neste estudo.

"Este microRNA foi regulado positivamente no sangue de pacientes infectados por SARS-CoV-2, o que não é algo que normalmente esperaríamos ver", disse o co-autor sênior Afshin Beheshti, Ph.D., bioestatístico, pesquisador visitante da The Broad Institute, fundador e presidente do COV-IRT. “A neutralização desse microRNA pode impedir a replicação do vírus, fornecendo uma opção terapêutica adicional para pacientes com risco de complicações mais graves relacionadas à doença”.

Em seguida, o Dr. Wallace e o CMEM conduzirão pesquisas sobre como a variação do mtDNA entre as populações mundiais pode afetar a função mitocondrial e, portanto, a sensibilidade individual ao SARS-CoV-2. De acordo com Wallace, a demonstração de que o SARS-CoV-2 afeta acentuadamente a função mitocondrial apoia a hipótese de que diferenças individuais na função mitocondrial podem ser um fator na gravidade individual do COVID-19.