Mögliche diagnostische Biomarker für durch PH komplizierte COVID-19 identifiziert
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Forscher haben zwei entzündungsbezogene Gene –
SELE und
CCL20 – identifiziert, deren Aktivität als diagnostische Biomarker für die Entwicklung von
pulmonaler Hypertonie
(PH) bei Menschen mit COVID-19 dienen könnte .
Darüber hinaus identifizierte das Team auch Moleküle, die auf diese Biomarker abzielen und als mögliche therapeutische Ansätze zur Behandlung der Komplikation dienen können.Insgesamt böten die Ergebnisse „neue Erkenntnisse zur Vorhersage und Behandlung von COVID-19 mit PH in der klinischen Praxis“, schrieben die Forscher.Die Studie „
Potenzielle therapeutische Ziele für COVID-19, kompliziert durch pulmonale Hypertonie: eine bioinformatische und frühe Validierungsstudie
“ wurde in
Scientific Reports veröffentlicht .Ich möchte mehr über die biologischen Wege erfahren, die PH und COVID-19 gemeinsam habenSARS-CoV-2, das Virus, das die COVID-19-Infektion verursacht, ist ein Atemwegsvirus, das zu Symptomen wie Fieber, Husten und Kurzatmigkeit führt. Während viele Patienten sich von der Infektion mit nur leichten oder gar keinen Symptomen erholen, treten bei anderen schwerwiegendere Komplikationen auf, insbesondere Herz-Kreislauf-Erkrankungen.
Pulmonale Hypertonie oder PH, bei der der Druck in den Arterien, die das Blut vom Herzen zur Lunge transportieren, erhöht ist, ist eine solche
mögliche Komplikation
. Sie
erhöht die Wahrscheinlichkeit
, auf der Intensivstation behandelt werden zu müssen oder an COVID-19 zu sterben. Daher ist die frühzeitige Erkennung von PH als COVID-19-Komplikation für die Verbesserung der Prognose von entscheidender Bedeutung.In dieser Studie wollten die Forscher mehr über die biologischen Wege erfahren, die bei COVID-19 und PH gemeinsam sind. Dies kann nicht nur bei der Identifizierung möglicher diagnostischer Biomarker helfen, sondern auch bei der Suche nach therapeutischen Zielen zur Behandlung der Komplikation.
Es wurden zwei genetische Datensätze analysiert: Einer verglich gesunde Menschen mit Personen mit einer
bestimmten Form von PH
, und ein anderer verglich gesunde Menschen mit Personen mit COVID-19. In jedem dieser Datensätze suchten die Wissenschaftler nach Genen, die bei erkrankten und gesunden Menschen unterschiedliche Aktivitätsniveaus aufwiesen. Dies wird als differentiell exprimiertes Gen oder DEG bezeichnet.Als nächstes suchte das Team nach DEGs, die sich zwischen den PH- und COVID-19-Datensätzen überschnitten. Solche gemeinsamen Gene könnten laut den Wissenschaftlern möglicherweise eine „genetische Verbindung“ zwischen den beiden Krankheiten bieten.Insgesamt wurden 62 DEGs gefunden, die beide Erkrankungen gemeinsam haben. Darunter befanden sich eine Reihe von Genen mit erhöhter Aktivität, die an Immunreaktionen und Entzündungen beteiligt waren.
„Diese Ergebnisse deuten nachdrücklich darauf hin, dass eine Immunentzündung eine treibende Kraft bei der Entstehung und dem Fortschreiten von COVID-19 in Verbindung mit PH ist“, schrieben die Forscher.
SELE- und CCL20- Gene als potenzielle diagnostische Biomarker identifiziertAuf künstlicher Intelligenz basierende Algorithmen identifizierten dann insbesondere zwei Gene, von denen angenommen wurde, dass sie den PH-Verlauf bei COVID-19-Patienten am besten vorhersagen können. Eines davon war
SELE , das die Produktion des E-Selectin-Proteins kodiert, und das andere war
CCL20 , ein Gen, das ein gleichnamiges Protein kodiert. Beide stehen mit der Immunfunktion in Zusammenhang und waren bei den beiden Erkrankungen erhöht.Ein Modell, das die Aktivität dieser beiden Gene berücksichtigt, erwies sich unter Verwendung zusätzlicher genetischer Datensätze als zuverlässig für die Vorhersage von PH und COVID-19.
Nachdem die Wissenschaftler die Rolle dieser beiden Gene als mögliche prädiktive Biomarker geklärt hatten, untersuchten sie weiter, wie sie mit den beiden Krankheiten in Verbindung stehen könnten. Dazu verwendete das Team eine Reihe verschiedener prädiktiver Algorithmen.Es wurde vorhergesagt, dass beide Gene mit aktivierten Immunreaktionen und der Freisetzung entzündungsfördernder Moleküle in Zusammenhang stehen und das Wachstum von glatten Muskelzellen der Lungenarterie fördern, was wiederum PH begünstigt. Sie standen auch in direktem Zusammenhang mit der Aktivität einer Reihe verschiedener Immunzelltypen.Insgesamt glauben die Forscher, dass COVID-19 wahrscheinlich zu einem starken „Sturm“ entzündlicher Moleküle führt, der letztlich die Zellen schädigt, die die Blutgefäße auskleiden, und zu den strukturellen Veränderungen beiträgt, die die PH verursachen.Die Wissenschaftler identifizierten auch andere Moleküle, die in einem Netzwerk mit diesen Genen interagieren könnten, um PH-kompliziertes COVID-19 zu beeinflussen.Abschließend wurden Vorhersagemodelle eingesetzt, um vorhandene Moleküle zu identifizieren, die auf diese neu identifizierten Biomarkergene abzielen und möglicherweise einen therapeutischen Nutzen bieten könnten.Es wurden einige Kandidaten identifiziert, einer davon ist Fenretinid. Dieses synthetische Molekül wurde für eine Reihe medizinischer Zwecke untersucht, darunter die Behandlung von Krebs. Laut den Wissenschaftlern könnte es möglicherweise therapeutische Vorteile bei PH im Zusammenhang mit COVID-19 haben, aber seine Mechanismen sind noch nicht vollständig verstanden.Den Forschern zufolge sind weitere Studien erforderlich, um diese Ergebnisse zu bestätigen und die Rolle dieser Kandidatengene und therapeutischen Moleküle bei COVID-19, das durch PH kompliziert wird, weiter zu erforschen.