Mögliche Behandlungen für PAH-Patienten mit identifiziertem COVID-19

Mögliche Behandlungen für PAH-Patienten mit identifiziertem COVID-19

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Entdeckt durch Computeranalysen biologischer Prozesse, die beiden Krankheiten gemeinsam sind
Laut einer Pilotstudie wurden Dutzende von Arzneimitteln mit dem Potenzial zur Behandlung von Patienten mit  pulmonaler arterieller Hypertonie (PAH), die an COVID-19 erkrankt sind, durch Computeranalysen der biologischen Prozesse identifiziert, die beiden Erkrankungen gemeinsam sind. Krankheitsbezogene Merkmale, die COVID-19 und PAH gemeinsam haben, waren Entzündungen, Fibrose (Gewebevernarbung), Hypoxie (wenig Sauerstoff), Immunreaktionen, Blutgerinnung und oxidativer Stress oder Gewebeschäden, die durch hochreaktive sauerstoffhaltige Moleküle verursacht werden.Die Pilotstudie „  Uncovering Common Pathobiological Processes between COVID-19 and Pulmonary Arterial Hypertension by Integrating Omics Data  “ wurde in der Zeitschrift  Pulmonary Circulation  veröffentlicht .


 Studie über Genaktivität, Proteininteraktionen, die von PAH und COVID-19 geteilt werdenPAH ist eine fortschreitende Erkrankung, die durch Bluthochdruck gekennzeichnet ist, der durch die Verengung der Lungenarterien, der Blutgefäße, die die Lunge versorgen, verursacht wird. Die Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19) wird durch eine SARS-CoV-2-Virusinfektion verursacht, deren Schweregrad von asymptomatisch bis kritisch reicht. Ein höheres Risiko für schwere Erkrankungen und Sterblichkeit besteht bei Menschen mit Bluthochdruck, Diabetes und bestimmten Lungenerkrankungen. Darüber hinaus kann COVID-19 langfristige Lungenkomplikationen verursachen, einschließlich   Lungenfibrose  (Vernarbung des Lungengewebes) und PAH.Obwohl sich mehrere Studien mit Komorbiditäten (Koexistenzerkrankungen) befasst haben, die COVID-19 zugrunde liegen, und seinen Komplikationen, die Herz und Lunge betreffen, müssen die gemeinsamen molekularen Mechanismen, die diese Prozesse antreiben, noch gründlich untersucht werden.Forscher der Harvard Medical School in Massachusetts machten sich daran, Wege zu identifizieren, die COVID-19 und PAH gemeinsam haben, indem sie mithilfe von Computern große Datensätze analysierten, die Informationen über Genaktivität und Proteininteraktionen enthielten. Das Team sammelte zunächst Daten zu 332 Proteinen, die an 26 Proteine ​​des SARS-CoV-2-Virus binden. Davon wurden 326 auf das menschliche Interaktom abgebildet – die Gesamtheit aller Protein-zu-Protein-Wechselwirkungen in menschlichen Zellen.Durch die Zuordnung eines Satzes von 357 PAH-bezogenen Genen zum menschlichen Interaktom wurden acht Proteine ​​mit Überlappung zwischen COVID-19 und PAH identifiziert. Einige gemeinsame funktionelle Merkmale dieser Proteine ​​hängen mit einer Reaktion auf Sauerstoffgehalte und oxidativen Stress zusammen.Konsequenterweise „haben einige Studien gezeigt, dass COVID-19-Patienten stark erhöhte Werte von oxidativem Stress und oxidativen Schäden aufweisen“, stellten die Forscher fest. Ähnlichkeiten zwischen den Interaktionsdaten für COVID-19 und PAH veranlassten die Forscher, Veränderungen in der Genexpression (Aktivität) in Immunzellen und Lungengewebe zu untersuchen, die durch beide Erkrankungen induziert wurden. Gene mit veränderten Aktivitätsniveaus sind als differentiell exprimierte Gene (DEGs) bekannt.Von beiden Krankheiten betroffene Immunzellen teilten 451 DEGs, von denen viele an Immunantworten beteiligt sind. Ebenso zeigten Lungengewebeproben 728 überlappende DEGs zwischen COVID-19 und PAH, die ebenfalls an Immunantworten und Stoffwechsel beteiligt sind.Die Kartierung der gemeinsamen DEGs in Immunzellen identifizierte 128 Proteine ​​und 126 Interaktionen, sogenannte Netzwerke, die beeinträchtigte biologische Prozesse in Immunzellen darstellen, die sowohl durch COVID-19 als auch durch PAH induziert wurden. In ähnlicher Weise erzeugten Lungengewebe-DEGs ein Netzwerk von 209 Proteinen und 197 Wechselwirkungen, was gemeinsame Veränderungen des Lungengewebes bei beiden Erkrankungen widerspiegelt. Zu den gemeinsamen Merkmalen von DEGs, die von den beiden Krankheiten geteilt wurden, gehörten Entzündungen, Fibrose, Hypoxie, oxidativer Stress, Immunreaktionen und Blutgerinnsel.„Wir fanden heraus, dass … die durch eine SARS-CoV-2-Infektion induzierte Genexpression sich signifikant mit der durch PAH induzierten Genexpression sowohl in PBMCs [periphere mononukleäre Blutzellen oder Immunzellen] als auch in Lungengewebe überschneidet“, schrieben die Forscher.42 Arzneimittel zeigen Potenzial zur Behandlung von PAH-Patienten mit COVID-19Es wurden auch Proteine ​​entdeckt, die die Genexpression regulieren, die ihrerseits durch COVID-19 und PAH verändert werden. Zu diesen Proteinen gehören RUNX1, HIF1A und STAT1 in Immunzellen und HIF1A, JUN, STAT3, RFX5, NFKB1 in Lungengewebe.Schließlich suchten die Forscher nach bestehenden oder in der Erprobung befindlichen Arzneimitteln, die zur Behandlung von COVID-19 bei PAH-Patienten umfunktioniert werden könnten. Mehr als 700 Arzneimittel mit gemessener Wirksamkeit gegen COVID-19 wurden gescreent, um festzustellen, ob ihre Proteinziele in die gemeinsamen COVID-19- und PAH-Netzwerke fallen.Bei Immunzellen zeigten 30 Medikamente gemeinsame COVID-19- und PAH-Netzwerke, während im Lungengewebe 21 übereinstimmende Medikamente identifiziert wurden, von denen neun beiden Probentypen gemeinsam waren.Insgesamt zeigen 42 Arzneimittel ein Potenzial, bei der Behandlung von COVID-19-Patienten mit PAH „besonders nützlich“ zu sein, stellten die Forscher fest.„Die identifizierten gemeinsamen molekularen Veränderungen und Signalwege könnten möglicherweise die Arzneimittelentwicklung beschleunigen und Aufschluss über das Design einer maßgeschneiderten Behandlung für COVID-19-Patienten mit PAH als Komorbidität geben“, schrieben die Forscher.