Kompjuteri më i shpejtë në botë zbulon fakte tronditëse rreth koronavirusit

Në fillim të kësaj vere, superkompjuteri Summit ose OLCF-4 në Oak Ridge National Laboratory në Tenessi u përpoq të përpunonte të dhëna nga më shumë se 40,000 gjene nga 17,000 mostra gjenetike për të kuptuar më mirë COVID-19. Eshtë një superkompjuter IBM, i cili ishte më i shpejti në botë deri në qershor.

Atij iu deshën më shumë se shtatë ditë për të analizuar 2.5 miliardë kombinime gjenetike.

“Kompjuteri ka zbuluar diçka që mund ta quajmë ‘Eureka!’”, tha studiuesi kryesor dhe shefi shkencëtar në Oak, Ridge Dr. Daniel Jacobson.

Gjegjësisht, ai zbuloi një teori të re se si COVID-19 ndikon në trup – hipoteza e bradikininës. Ai shpjegon shumë aspekte të sëmundjes, duke përfshirë simptomat më të çuditshme. Ai gjithashtu na ofron më shumë se 10 forma të mundshme të trajtimit që janë miratuar tashmë nga FDA.

Sipas hulumtimit, infeksioni COVID-19 zakonisht fillon kur virusi futet në trup përmes receptorëve ACE2 në hundë (të cilat dihet se janë të bollshme në hundë). Virusi më pas kalon përmes trupit, duke hyrë në qelizat në vende të tjera ku ACE2 është gjithashtu i pranishëm: në zorrët, veshkat dhe zemrën. Kjo ndoshta shpjegon të paktën disa nga simptomat kardiake dhe gastrointestinale të sëmundjes.

Por sapo COVID-19 të ngurtësohet në trup, gjërat fillojnë të bëhen interesante. Sipas analizës, COVID-19 nuk pranon thjesht infektimin e qelizave që tashmë kanë receptorë ACE2. ACE2 (enzimë konvertuese e angiotenzinës 2) është një enzimë e bashkangjitur në membranat qelizore të qelizave në mushkëri, arteriet, zemrën, veshkat dhe zorrët. Në vend të kësaj, ajo sulmon në mënyrë aktive sistemet e tjera në trup, duke i bërë ata të rrisin nivelet e receptorëve ACE2 në vendet ku ato zakonisht shprehen në nivele të ulëta ose të mesme, përfshirë mushkëritë. Kjo enzimë konsiderohet si “pika e hyrjes” për koronavirusin.

Në këtë kuptim, COVID-19 mund të portretizohet si një hajdut i cili hyn përmes një dritareje të hapur në katin e dytë dhe fillon të ngatërrojë shtëpinë, por jo vetëm për të vjedhur gjërat që ai has, por gjithashtu hap dritare dhe dyer të tjera në të njëjtën kohë, për të lejuar të tjerë në vjedhje që t’ju grabisin më shpejt dhe në mënyrë më efikase.

Sistemi renin-angiotensin (RAS) kontrollon shumë aspekte të sistemit vaskular, përfshirë nivelet e trupit të një kimike të quajtur bradikinin, e cila zakonisht ndihmon në rregullimin e presionit të gjakut. Sipas analizës së ekipit, kur virusi ndryshon RAS-in e tij, mekanizmat e trupit për të rregulluar bradikininën dështojnë. Receptorët e bradikininës bëhen të mbindjeshëm dhe trupi ndalon degradimin e bradikininës në mënyrë efektive. ACE normalisht prish bradikininën, por kur virusi e ndryshon atë, nuk mund ta bëjë këtë në mënyrë efektive.

Studiuesit thonë se rezultati përfundimtar është çlirimi i një “stuhie” bradikinine, një akumulim i arratisur i bradikininës në trup. Sipas hipotezës së bradikininës, është kjo “stuhi” që është përgjegjëse për shumë nga pasojat vdekjeprurëse të infeksionit COVID-19. Ekipi i Jacobson thotë në punimin e tyre se “patologjia e COVID-19 është ndoshta për shkak të një “stuhie bradikinine”, jo një stuhi citokine”, të cilën ata e identifikuan më parë në pacientët me COVID-19. Por të dy mund të lidhen ngushtë, përfundojnë ata. Disa gazeta të tjera kanë identifikuar më parë “stuhinë bradikinin” si një shkak i mundshëm i patologjisë në COVID-19.

Ndërsa bradikinina grumbullohet në trup, kjo i bën enët e gjakut më të depërtueshme. Kjo përkon me të dhënat e fundit klinike që COVID-19 shihet gjithnjë e më shumë kryesisht si një sëmundje vaskulare sesa një sëmundje e frymëmarrjes. Por COVID-19 ka ende një efekt të madh në mushkëri. Ndërsa enët e gjakut fillojnë të “rrjedhin” për shkak të stuhisë së bradikininës, mushkëritë mund të mbushen me lëng. Qelizat imune gjithashtu rrjedhin në mushkëri, duke shkaktuar inflamacion, zbuluan studiuesit.

COVID-19 ka një tjetër hile veçanërisht tinëzare: Të dhënat nga ky studim tregojnë se prodhimi i acidit hialuronik (HLA) rritet në mushkëri. HLA zakonisht përdoret në sapunë dhe locione për shkak të aftësisë së tij për të thithur më shumë se 1000 herë peshën e saj se lëngu. Kur kjo ndodh në mushkëritë e mbushura me lëng, rezultatet janë katastrofike: Krijohet një hidrogel që mund të mbushë mushkëritë e disa pacientëve. Sipas Jacobson, pasi kjo të ndodhë, “është si të përpiqesh të marrësh frymë me pelte”.

Kjo mund të shpjegojë pse respiratorët janë treguar më pak efektivë në trajtimin e rastit të përparuar të COVID-19 sesa mjekët, gjë që pritej fillimisht bazuar në përvojën me viruse të tjera.

“Arrin deri në pikën ku pavarësisht se sa oksigjen pompon, nuk ka rëndësi për pacientin, sepse alveolet në mushkëri janë të mbushura me këtë hidrogel”, thotë Jacobson. Kështu mushkëritë bëhen si një tullumbace uji dhe pacientët mund të mbyten edhe kur marrin mbështetje të plotë për frymëmarrje, shpjegon ai.

Hipoteza e bradikininës gjithashtu shtrihet në shumë prej efekteve të COVID-19 në zemër. Përafërsisht, një në pesë pacientë të shtruar në spital me COVID-19 kanë dëmtime në zemër, edhe nëse nuk kanë pasur kurrë më parë probleme të zemrës. Disa nga këto ndoshta janë për shkak të hyrjes së virusit në zemër direkt përmes receptorit ACE2, por gjithashtu sepse virusi kontrollon aspektet e kontraktimeve të zemrës dhe presionit të gjakut.

Hipoteza e bradikininës shpjegon gjithashtu efektet neurologjike të COVID-19, të cilat janë disa nga elementët më të papritur dhe shqetësues të sëmundjes. Këto simptoma (të cilat përfshijnë marramendje, kriza, jerm dhe goditje në tru) janë të pranishme në më shumë se gjysmën e pacientëve të shtruar në spital me COVID-19. Sipas Jacobson dhe ekipit të tij, studimet MRI në Francë zbuluan se shumë pacientë me COVID-19 kanë prova të rrjedhjes së enëve të gjakut në tru.

Bradikinina – veçanërisht në doza të larta – gjithashtu mund të çojë në prishjen e barrierës gjak-trur. Në rrethana normale, kjo pengesë vepron si një filtër midis trurit tuaj dhe pjesës tjetër të sistemit tuaj të qarkullimit të gjakut; rrjedh lëndë ushqyese dhe molekula të vogla të nevojshme nga truri për të funksionuar, ndërsa ruan toksinat dhe patogjenët dhe mban të rregulluar rreptësisht mjedisin e brendshëm të trurit. Nëse stuhitë e bradikininës shkaktojnë prishjen e barrierës gjak-tru, kjo mund të lejojë që qelizat dhe përbërësit e dëmshëm të hyjnë në tru, duke çuar në inflamacion, dëmtime të mundshme të trurit dhe shumë simptoma neurologjike te pacientët me COVID-19.

Duke vepruar si një frenues natyral i ACE, COVID-19 mund të shkaktojë të njëjtat efekte që pacientët me hipertension ndonjëherë kanë kur marrin ilaçe për uljen e presionit të gjakut. Frenuesit e ACE dihet që shkaktojnë kollë të thatë dhe lodhje, dy simptoma të të COVID-19 sot. Por ato potencialisht mund të rrisin nivelet e kaliumit në gjak, gjë që është vërejtur edhe tek pacientët. Ngjashmëritë midis efekteve anësore të ACE frenuesve dhe simptomave të COVID-19 forcojnë hipotezën e bradikininës, thonë studiuesit.

Dihet gjithashtu që frenuesit e ACE shkaktojnë humbje të shijes dhe nuhatjes. Jacobson thekson se kjo simptomë ka më shumë të ngjarë për shkak të virusit, i cili “prek qelizat që rrethojnë qelizat nervore të nuhatjes”, sesa efektet e drejtpërdrejta të bradikininës.

Edhe pse ende një teori e re, hipoteza e bradikininës shpjegon disa simptoma të tjera në dukje të çuditshme të COVID-19. Jacobson dhe ekipi i tij spekulojnë se ndërprerja e përshkueshmërisë vaskulare të shkaktuar nga stuhitë e bradikininës mund të jetë përgjegjëse për një gjendje të njohur që përfshin gishtërinjtë e fryrë dhe të skuqur ose të pezmatuar që kanë disa pacientë me COVID-19. Bradikinina gjithashtu mund të “luajë” me tiroiden, e cila mund të prodhojë simptoma të tiroides të vërejtura kohët e fundit te disa pacientë.

Hipoteza e bradikininës mund të shpjegojë gjithashtu disa modele më të gjera demografike të përhapjes së sëmundjes. Studiuesit vërejnë se disa aspekte të sistemit RAS janë të lidhura me seksin, me proteina për disa receptorë (si ai i quajtur TMSB4X) të vendosura në kromozomin X. Kjo do të thotë që ‘gratë … do të kishin dyfishin e nivelit të kësaj proteine sesa burrat’, rezultat që u konfirmua nga të dhënat e studiuesve. Në punën e tyre, ekipi i Jacobson arrin në përfundimin se kjo “mund të shpjegojë incidencën më të ulët të vdekshmërisë së shkaktuar nga COVID-19 tek grate”. Anomalia gjenetike e RAS mund t’u sigurojë grave një mbrojtje shtesë kundër sëmundjes.

Siç theksojnë Jacobson dhe ekipi, disa ilaçe synojnë aspektet e RAS (frenuesit e sistemit renin-angiotensin) dhe tashmë janë aprovuar nga FDA për trajtimin e kushteve të tjera. Ato gjithashtu mund të përdoren për të trajtuar COVID-19. Disa prej tyre, të tilla si danazol, stanozolol dhe ekalantid, zvogëlojnë prodhimin e bradikininës dhe potencialisht mund të ndalojnë stuhinë vdekjeprurëse të bradikininës. Të tjerët, të tillë si icatibant, zvogëlojnë sinjalizimin e bradikininës dhe mund të zbusin efektet e tij kur ajo është tashmë në trup.

Interesante: ekipi i Jacobson gjithashtu sugjeron vitaminën D si një ilaç potencialisht i dobishëm COVID-19. Vitamina përfshihet në sistemin RAS dhe mund të tregohet se është e dobishme në uljen e niveleve të një përbërje tjetër, të njohur si REN. Përsëri, kjo mund të ndalojë krijimin e “stuhive” potencialisht vdekjeprurëse të bradikininës. Studiuesit vërejnë se vitamina D ka treguar se ndihmon ata që vuajnë nga COVID-19.

Përbërjet e tjera mund të trajtojnë simptomat e shoqëruara me “stuhitë e bradikininës”. Për shembull, një kimekromon mund të ulë nivelet e acidit hialuronik, duke ndaluar potencialisht prodhimin e hidrogeleve vdekjeprurëse në mushkëri. Dhe timbetasina mund të imitojë një mekanizëm që studiuesit besojnë se mbron gratë nga infeksionet më serioze COVUD-19.

Të gjitha këto trajtime të mundshme janë spekulative, natyrisht, dhe ato duhet të studiohen në një mjedis rigoroz, të kontrolluar, para se të përcaktohet efektiviteti i tyre dhe që të o mund të përdoren më gjerësisht.