Фермент асе 2 что это

Фермент асе 2 что это

Вирус SARS-CoV-2 инфицирует клетки человека путем связывания своего S-белка с рецептором: ангиотензин-конвертирующим ферментом 2 (ACE2), эктомембранным интегрированным гликопротеином, массой 120 кДа, экспрессированным на поверхности клеток в легких, сердце, почках и кишечнике. Связывание SARS-коронавируса с ACE2 сопровождается слиянием вирусной и плазматической мембран, эндоцитозом и инфекцией клетки. Экспрессия ACE2 на клетках дыхательного эпителия важна для развития патологии при COVID-19. Инфекция обычно начинается в эпителии верхних дыхательных путей и распространяется затем на альвеолы в легких, при этом патологические процессы более выражены у пациентов с ослабленным иммунным ответом и сниженной способностью противодействовать распространению инфекции. COVID-19 обычно (у 80% пациентов) вызывает легкие симптомы, но у ряда пациентов встречаются тяжелые случаи заболевания, требующие госпитализации, интенсивной терапии и в некоторых ситуациях такие случаи ведут к смерти. Повышенная предрасположенность к осложнениям и смертность встречается у пациентов с сопутствующими заболеваниями, особенно у пациентов преклонного возраста или страдающих гипертонией, сердечно-сосудистыми заболеваниями, диабетом, хроническими заболеваниями легких и с ослабленным иммунитетом.

Вирус SARS-CoV-2 по многим характеристикам схож с вирусом SARS-CoV-1, который вызвал пандемию в 2002-2003 годах. Основные его особенности включают в себя приблизительно 80-ти процентную идентичность генома, спектр поражаемых тканей, смертность вследствие ОРДС и клеточный рецептор: ACE2. В сравнении с SARS-CoV-1, вирус SARS-CoV-2 имеет большее, приблизительно в 4 раза, сродство к ACE2. По причине их сходства информация о SARS-CoV-1 может помочь в развитии гипотез лечения инфекции, вызванной SARS-CoV-2, включая подбор фармакологических средств, эффективных для клинического использования.

Уровень экспрессии ACE2 высок в паренхиме легких, особенно в пневмоцитах II типа (альвеолярные клетки типа II). Пневмоциты II типа производят легочный сурфактант, фосфолипиды, которые снижают поверхностное натяжение, что необходимо для поддержания альвеолярной структуры. Пневмоциты II типа также могут дифференцироваться, превращаясь в альвеолярные клетки I типа, образующие структуру альвеол, что является механизмом замены пораженных клеток пневмоцитов І типа. Вирусы SARS-CoV-2 и SARS-CoV-1 нарушают структуру альвеол, что является ведущей патологическим процессом в легких, который характеризуется повышенным проникновением жидкости, гибелью клеток и воспалением, а также снижением газообмена и уровня сурфактанта. Вирус SARS-CoV-2 инфицирует пневмоциты, связываясь с ACE2, что приводит к снижению конверсии ангиотензина 2 (ANG II) в производные пептиды, например, снижению ангиотензина (ANG (1-7)) и его эффектов, противоположных таковым ANG II. Следовательно, уровни ANG II увеличиваются в альвеолярном микроокружении, что потенциально может влиять на клетки разных типов.

ANG II оказывает проапоптотическое действие на легочные эпителиальные клетки и эта реакция согласуется с патологией, вызываемой вирусами SARS, т. е. значительным поражением эпителия и альвеол, а также гибели клеток. Кроме того, ANG II способствует, а ANG (1-7) подавляет эпителиально-мезенхимальную трансформацию (ЭМТ), в результате чего эпителиальные клетки приобретают более фиброзный фенотип. ANG II также уменьшает клиренс альвеолярной жидкости. Апоптоз и ЭМТ эпителиальных клеток альвеол сопровождаются увеличением секреции провоспалительных цитокинов (например, IL1-β, IL-6, MCP-1, TNF-α и др.). Эпителиальные клетки взаимодействуют с иммунными клетками, в частности, во время инфицирования и апоптоза. Эти эффекты усугубляются секрецией компонентов ренин-ангиотензин-альдостероновой системы активированными миофибробластами и эпителиальными клетками, претерпевающими апоптоз, что усиливает эффекты ANG II в контуре положительной обратной связи.

ANG II также оказывает профиброзное действие на фибробласты интерстициальных пространств вокруг альвеол и увеличивает апоптоз эндотелиальных клеток и проницаемость эндотелия в окружающей капиллярной сети, что может увеличить поступление жидкости и иммунную инфильтрацию в пораженные участки легких. ANG II также влияет на различные типы иммунных клеток, усиливая инфильтрацию макрофагов, продуцирование активных форм кислорода (АФК) и высвобождение провоспалительных цитокинов. Помимо иммунных клеток, ANG II может стимулировать, а ACE2/ANG ингибировать патологическую продукцию АФК легочными фибробластами. Производство АФК активированными фибробластами является ключевым фактором поражения эпителия в моделях легочного фиброза.

Таким образом, эти данные позволяют предположить, что дисбаланс в действии пептидов, образующихся в результате действия ACE1 и ACE2, усиливает действие Ангиотензина-II (ANG II) и является основным движущим фактором патогенеза COVID-19.

Источник

Ученые описали структуру мишени коронавируса SARS-CoV-2

Renhong Yan et al. / Science, 2020

Китайские исследователи определили кристаллическую структуру молекулы, с которой связывается SARS-CoV-2 при проникновении в клетку, сообщается в Science. Эта молекула — ангиотензин-превращающий фермент 2. Результаты работы ускорят разработку эффективных средств против коронавируса.

Чтобы попасть в клетку, SARS-CoV-2, как и другие коронавирусы, использует белок-«шип» (spike, S-белок). Им он прикрепляется к мишени на поверхности клетки-хозяина. Секвенирование генома нового коронавируса показало, что в его случае мишень — ангиотензин-превращающий фермент 2 (АПФ2). С той же молекулой связывается и вирус «атипичной пневмонии» SARS-CoV, один из ближайших родственников нового коронавируса.

Этот фермент отщепляет одну аминокислоту от ангиотензина II типа и тем самым меняет его свойства: получившаяся молекула оказывает сосудосуживающий эффект и может играть роль при остром респираторном дистресс-синдроме. Другая функция АПФ2 — модулировать перенос аминокислот через мембрану клетки. Ее фермент реализует, поддерживая нужную форму мембранного транспортера аминокислот B 0 AT1.

Специалисты по структурной биологии из Университета Уэстлейка в Ханчжоу под руководством Цяна Чжоу (Qiang Zhou) с помощью криоэлектронной микроскопии (замораживания отдельных молекул и «просвечивания» их электронным микроскопом) получили данные о структуре АПФ2 в присутствии B 0 AT1. Молекулы находились в одном из двух состояний: связанные с фрагментом белка-«шипа» коронавируса и без связи с ним. Разрешение моделей составило 2.9 Å (ангстрем). Особое внимание уделили участку, которым «шип» связывается с ангиотензин-превращающим ферментом 2.

Комплекс из двух молекул АПФ2 (ACE2, синий и голубой), двух транспортеров аминокислот (B0AT1; розовый) и двух фрагментов вирусного белка-«шипа» (RBD, желтый) и его расположение в клеточной мембране

Источник

Вести науки

Основная связь между дефицитом ACE2 и коронавирусной инфекцией SARS-CoV-2

Рецепторы ангиотензин превращающего фермента-2 (АСЕ2) обеспечивают проникновение в клетку трех штаммов коронавируса: SARS-CoV, NL63 и SARS-CoV-2. Рецепторы ACE2 распространены повсеместно и широко экспрессируются в сердце, сосудах, кишечнике, легких (особенно в пневмоцитах и ​​макрофагах 2 типа), почках, яичках и мозге. ACE2 в основном связан с клеточными мембранами и почти не присутствует в кровотоке в растворимой форме.

Важной целительной функцией мембраносвязанного и растворимого ACE2 является деградация ангиотензина II до ангиотензина. Следовательно, рецепторы ACE2 ограничивают несколько вредных эффектов, возникающих в результате связывания ангиотензина II с рецепторами AT1, которые включают вазоконстрикцию, усиленное воспаление и nромбоз. Повышенная генерация ангиотензина также вызывает контррегуляторные защитные эффекты посредством связывания с G-белком, связанным с рецепторами Mas. К сожалению, проникновение SARS-CoV2 в клетки посредством слияния мембран заметно подавляет рецепторы ACE2 с потерей каталитического действия этих рецепторов на внешнем сайте мембраны. Сообщалось, что усиление легочного воспаления и коагуляции является нежелательным эффектом усиленного и неопосредованного действия ангиотензина II через ось рецептора ACE → ангиотензин II → AT1.

Таким образом, подавление ACE2, вызванное проникновением в клетки SARS-CoV, NL63 и SARS-CoV-2, может быть особенно вредным для субъектов с ранее существовавшим дефицитом ACE2. Некоторая степень дефицита ACE2 была связана с различными состояниями, включая пожилой возраст, гипертонию, диабет и сердечно-сосудистые заболевания, которые также характеризуют людей с большей вероятностью быть инфицированными и иметь более серьезные осложнения.

Источник

Ангиотензинпревращающий фермент 2. Подходы к патогенетической терапии COVID-19

Полный текст:

Аннотация

Возбудителем коронавирусной инфекции, которая привела к пандемии в 2020 г., является вирус SARSCoV-2. Он относится к β-коронавирусам и имеет высокое генетическое сходство с вирусом SARS-CoV, вызвавшим вспышку тяжелого острого респираторного синдрома в 2002–2003 гг. Анализ межмолекулярных взаимодействий показывает, что SARS-CoV-2 более вирулентен вследствие снижения свободной энергии при связывании с ангиотензинпревращающим ферментом 2 (АСЕ2), который является транспортером для вируса в клетку-хозяина. В связи с широким распространением коронавирусной инфекции по всему миру остро встает вопрос о подробном изучении ключевого звена патогенеза заболевания — АСЕ2. Детальное изучение фермента, который является рецептором на поверхности различных тканей и в норме осуществляет превращение ангиотензина II в ангиотензин (1–7), привело к неоднозначным выводам. Будучи нетканеспецифичным, рецептор широко распространен в сердце, почках, тонкой кишке, яичках, щитовидной железе, жировой ткани. Помимо прямой барорегулирующей функции он подавляет воспаление, главным образом в легочной ткани, участвует в транспорте аминокислот и поддерживает жизнедеятельность микробиома кишечника. Ввиду существенных положительных функций становится очевидной неоднозначность АСЕ2, в том числе при коронавирусной инфекции. Перспективным терапевтическим направлением при коронавирусной инфекции может оказаться влияние на ренин-ангиотензиновую систему. Предварительные данные о применении ингибиторов АСЕ2, препаратов, содержащих данный рецептор в циркуляторной форме, и блокаторов ангиотензинового рецептора II свидетельствуют об их эффективности и, как следствие, улучшении состояния и прогнозов для пациентов с коронавирусной инфекцией.

В обзоре представлена информация о распространении ACE2 в различных тканях человека, его взаимодействии с SARS-CoV-2, дано теоретическое обоснование практического применения препаратов, связанных с метаболическим путем ACE2, для лечения и ограничения распространения коронавирусной инфекции.

Ключевые слова

Введение

В декабре 2019 г. в Китае произошла вспышка острой респираторной инфекции с такими клиниче­скими проявлениями, как лихорадка, сухой кашель, одышка и пневмония [1]. Возбудителем является новый коронавирус, принадлежащий к β-коронавирусам и имеющий схожие характеристики с виру­сом, вызывающим тяжелый острый респираторный синдром (SARS), который являлся пандемичным штаммом в 2002-2003 гг. Новый вирус получил название коронавирус-2 (SARS-CoV-2), а болезнь была названа коронавирусной инфекцией 2019 года (COVID-19). Смертность от COVID-19 повышается в группах пожилых людей (старше 70 лет) и лиц с хроническими заболеваниями (гипертензией, сахарным диабетом, сердечно-сосудистыми нарушения­ми). Два из вышеперечисленных заболеваний тесно связаны с приемом лекарств, которые действуют в качестве ингибитора рецептора ангиотензинпре- вращающего фермента (ACE). Они применяются для блокировки ангиотензинового рецептора и, как следствие, снижения артериального давления.

Ученые тщательно исследуют патофизиоло­гические механизмы COVID-19, взаимодействие вируса с легкими и сердцем человека. Согласно нескольким источникам, ACE2, расположенный на альвеолярных эпителиальных клетках, служит котранспортером для SARS-CoV-2 в клетки легких человека. Таким образом, ACE2 является ключом для понимания механизма развития COVID-19.

В данном обзоре представлена информация о распространении ACE2 в различных тканях челове­ка, его взаимодействии с SARS-CoV-2, дано теоре­тическое обоснование практического применения препаратов, связанных с метаболическим путем ACE2, для лечения и ограничения распространения COVID-19.

Роль ACE2 в патогенезе COVID-19

SARS-CoV-2

Для проникновения в клетку хозяина и обеспе­чения слияния мембраны вируса с мембраной клет­ки хозяина во время инфицирования SARS-CoV-2 использует поверхностный спайковый гликопроте­ин (S). S-гликопротеин является тримерным белком. Он играет ключевую роль в обеспечении выживае­мости коронавирусов, т.к. не только выступает в ка­честве важной функциональной части вириона, но и всецело обеспечивает присоединение и слияние с мембранами клетки-хозяина. Кроме того, S-бе­лок, являющийся самым крупным поверхностным белком коронавирусов, определяет растворимость вирусных частиц и, как следствие, контагиозность SARS-CoV-2.

S-белок имеет два важных участка — S1 и S2: S1 связывается с рецептором на поверхности клет­ки хозяина, а S2 обеспечивает слияние мембран [4]. В S1-участке имеется N-концевой (NTD) и С-кон- цевые домены (CTD1, CTD2 и cTd3). У вируса SARS-CoV на CTD1 располагается рецепторсвязы- вающий домен (RBD).

Коронавирус SARS-CoV-2 проявляет высо­кую степень гомологичности к SARS-CoV [5]. Он проникает в клетку-хозяина с помощью взаимо­действия между S-белком вируса и ACE2 человека. Однако молекулярный механизм данной связи, как и эволюция SARS-CoV-2, остаются не до конца изу­ченными.

Было доказано, что S-гликопротеин SARS- CoV-2 обладает меньшей свободной энергией по сравнению с SARS-CoV [5]. Данное наблюдение подчеркивает, что SARS-CoV-2 является более ста­бильным и меньше подвержен разрушению при по­вышенных температурах — следовательно, SARS- CoV-2 имеет более высокую персистирующую спо­собность, чем SARS-CoV при такой же температуре.

На S-белке у коронавирусов расположен RBD — крайне важный для жизнедеятельности ви­руса домен, обеспечивающий инфицирование. Ин­тересно, что свободная энергия RBD у SARS-CoV-2 оказалась ниже, чем у SARS-CoV, как и его энергия сольватации. Дело в том, что для связи RBD с ACE2 он должен отсоединиться от S-гликопротеина и рас­твориться в воде. Другими словами, SARS-CoV-2 становится более растворимым, и в этом случае взаимодействие с ACE2 происходит гораздо легче.

Снижение свободной энергии S-гликопротеина и энергии сольватации RBD у SARS-CoV-2 может быть следствием эволюции вируса или адаптации к организму хозяина, поскольку обычно природным резервуаром для SARS-подобных коронавирусов являются летучие мыши, у которых температура те­ла в норме выше, чем у людей [6].

Говоря о RBD SARS-CoV-2, необходимо упо­мянуть еще одну важную особенность — он более гибкий, чем аналогичный участок вируса SARS- CoV. Иными словами, для связи с ACE2 он дол­жен преодолеть большую энтропию, а значит, при повышении температуры комплекс RBD-ACE2 становится нестабильным. Эта деталь позволяет надеяться на снижение темпов роста пандемии при наступлении жаркой погоды.

При сравнении комплексов, которые образу­ют анализируемые вирусы с ACE2, выяснилось, что SARS-CoV-2 связывается с ферментом с более высокой аффинностью. Мутационные адаптивные изменения в SARS-CoV-2 относительно SARS- CoV могут служить разгадкой высокой контаги­озной способности и широкого распространения COVID-19.

Строение и функции ACE2

Человеческая карбоксипептидаза ACE2 коди­руется геном ACE2, расположенным на 22-й хромо­соме [7]. ACE2 представляет собой трансмембран­ный белок I типа, имеющий внеклеточный N-гликозилированный N-концевой участок, на котором находится карбоксипептидазный сайт, а также ко­роткий внутриклеточный С-концевой цитоплазма­тический хвост [8]. N-концевой пептидазный домен является местом связи ACE2 с SARS-CoV. Также выделяют две формы белка ACE2: клеточную (свя­занную с мембраной) и циркулирующую (раствори­мую). Клеточная форма — это полноценный белок, синтезируемый в больших количествах пневмоцитами или энтероцитами тонкой кишки.

Циркулирующая форма (у нее сохраняется N-концевой пептидазный участок) возникает после расщепления клеточной формы ACE2 металлопротеазой ADAM17, после чего она попадает в межкле­точное пространство [8]. Напротив, взаимодействие ACE2 с трансмембранной сериновой протеазой II типа TMPRSS2 обеспечивает вхождение SARS- CoV-2 в клетки — мишени легочной ткани и тонкой кишки. TMPRSS2-путь расщепления может инги­бировать ADAMH-путь. TMPRSS2 связывается с ADAM17 для диссоциации комплекса ADAM17- ACE2. Как ADAM17, так и TMPRSS2 отщепляют от ACE2 небольшой С-концевой фрагмент. Именно это служит началом проникновения вируса SARS- CoV в клетку.

Несмотря на схожесть генов ACE и ACE2, белки ACE и ACE2 выполняют различные функ­ции в организме человека. Так, ACE отщепляет от субстрата по одной аминокислоте, действуя как карбоксипептидаза, в то время как ACE2 гидроли­зует связь между белковым остовом и дипептидом с С-конца субстрата. ACE и ACE2 являются неза­менимыми компонентами ренин-ангиотензиновой системы (RAS), задачи которой — поддержание го­меостаза сердечно-сосудистой системы и функцио­нирования различных органов, регуляция систоли­ческого давления, осмотического и электролитного баланса.

Ангиотензиноген синтезируется в печени, после чего преобразуется ренином в ангиотен­зин I (AngI), а затем при участии ACE — в AngII. AngII — это ключевое звено RAS, он связывается с ангиотензиновым рецептором I типа (AT1R). Это взаимодействие приводит к сокращению гладкой мускулатуры бронхов, пролиферации фибробластов в легких, апоптозу альвеолярных эпителиаль­ных клеток, повышению проницаемости сосудов в легочной ткани, а также к острому респиратор­ному дистресс-синдрому [9]. Тем временем ACE2 выступает в качестве контррегулятора активности комплекса ACE-AngII-AT1R, он гидролизует AngII в Angl-7, который, взаимодействуя через Mas-ре­цептор, вызывает вазодилатацию, снижение арте­риального давления и индукцию апоптоза. Схожая защитная функция наблюдается при связывании AngII с рецептором AT2R. Кроме того, ACE2 может взаимодействовать с AngI, превращая его в Ang1-9, из которого возможен переход в Ang1-7 при уча­стии ACE. Также, выступая в качестве партнера для транспортера аминокислот B0AT1, ACE2 прини­мает участие в абсорбции нейтрально заряженных аминокислот в кишечнике [9].

ACE2 в больших количествах экспрессиру­ется в альвеолярных эпителиальных клетках I и II типов, эндотелиальных клетках сосудов, гладкомы­шечных клетках легочной ткани [10]. Коронавирус может проникать в организм человека различными способами. Самым распространенным считается аэрогенный механизм передачи, при котором у заболевшего человека появляются симптомы тяжелой пневмонии. Однако было установлено, что ACE2 содержится в больших количествах в тонкой кишке, яичках, почках, сердце, щитовидной железе, жиро­вой ткани. В меньшей концентрации его обнаружи­вают в печени, толстом кишечнике, мочевом пузыре и надпочечниках.

Структурное моделирование показало, что ком­плекс ACE2-B0AT1 может связываться с S-белком вируса SARS-CoV-2. Таким образом, SARS-CoV-2 может проникать в организм человека через другие ткани и органы, минуя респираторный тракт [11]. Об этом свидетельствуют недавние исследования, показывающие наличие SARS-CoV-2 в стуле зараженных пациентов, а также развитие заболевания без пневмонии или с добавочными симптомами, не связанными с респираторным трактом. В данном случае у больных наблюдаются симптомы зараже­ния желудочно-кишечного тракта: диарея, тошнота, рвота, а также спутанность сознания, головная боль и инфекционные поражения сердца [12][13][14].

Наличие ACE2 в яичках и тестикулярных со­судах указывает на большую восприимчивость к COVID-19 у мужчин. Гендерных, возрастных или расовых различий в концентрации ACE2 в тканях организма человека не выявлено, тем не менее риск смертности повышается для мужчин по сравнению с женщинами и для пожилых людей относительно более молодого поколения. Это связано с возраст­ными и функциональными особенностями меха­низмов врожденного и адаптивного иммунитета, способностью SARS-CoV-2 вызывать цитокиновый шторм, который приводит к иммунопатологиче­ским нарушениям у пациентов с коронавирусной инфекцией. Различное количество клеток иммун­ной системы в легочной ткани способно по-разному противостоять инфекции и аутоповреждению. Уста­новлено, что у женщин (рассматривая гендерные группы) и у людей молодого возраста (рассматривая две возрастные группы до и после 49 лет) те клетки легочной ткани, которые экспрессировали ACE2 в большем количестве, легче инфицировались виру­сом SARS-CoV, при этом клеток иммунной систе­мы в данном случае обнаруживалось меньше, чем в аналогичных тканях со средней экспрессией ACE2. Для пожилых лиц и лиц мужского пола характерна обратная зависимость — при высокой экспрессии ACE2 наблюдается рост числа иммунных клеток в легочной ткани. Это означает, что при инфицирова­нии SARS-CoV и SARS-CoV-2 у этих людей с боль­шей вероятностью будут наблюдаться аутоагрессия и цитокиновый шторм, что существенно отягощает течение болезни.

АСЕ2 и коронавирусная инфекция

COVID-19 представляет собой заболевание, поражающее нижние дыхательные пути [15]. При вскрытии трупов людей, болевших COVID-19, об­наружены массивные поражения легких с фиброз­ными и экссудативными изменениями. При этом мокрота и экссудат заполняли нижние дыхательные пути и альвеолы. По сравнению с воздействием SARS-CoV, при SARS-CoV-2 экссудативных пора­жений наблюдается больше, но фиброз протекает в более легкой форме. Наличие у трупов сегменталь­ной дилатации и стеноза тонкой кишки подчерки­вает развитие инфекционного процесса в данном органе. Поражений иных органов и тканей не вы­явлено. Исследование, проведенное с другими за­болевшими [12], указывает на присутствие у них билатерального диффузного поражения альвеол с фибромукоидным экссудатом, десквамацией пневмоцитов и формированием гиалиновой мембраны в легких.

Если иммунная система не в состоянии спра­виться с SARS-CoV-2, то вирус активно реплици­руется с использованием внутриклеточного ACE2 и затем при выходе во внеклеточное пространство разрушает клетку-хозяина. Как следствие, метабо­лический путь ангиотензина не ингибируется. Это обстоятельство только усугубляет инфекционный процесс и развитие воспаления, а цитокиновый шторм нарушает функционирование не только ре­спираторного тракта, но и сердечно-сосудистой и иных систем органов. Для людей с такими хро­ническими заболеваниями, как артериальная ги­пертензия, ишемическая болезнь сердца и сахар­ный диабет, крайне опасно инфицирование SARS- CoV-2 — при этих заболеваниях метаболический путь ангиотензина является избыточным, а приоб­ретение коронавирусной инфекции серьезно усу­губляет течение сопутствующих заболеваний и с большей вероятностью может привести к тяжелым состояниям и даже к смерти.

ACE2 играет значимую роль во многих патоло­гических и физиологических состояниях. Установ­лено, что мыши, зараженные вирусом SARS-CoV, испытывают недостаток ACE2, у них повышается уровень AngII и развиваются тяжелые заболевания органов дыхания [16]. Отсутствие ACE2, обеспечи­вающего протективную функцию, ведет к дисфунк­ции RAS и острым патологическим респираторным состояниям. Интересно, что защитная функция ACE2 при острых поражениях легких наблюдает­ся не только при инфицировании коронавирусом. У лабораторных мышей, имеющих массивный отек легких, тяжелейшую гипоксию, гиалиноз и воспали­тельные клеточные инфильтраты, при введении рекомбинантного ACE2 наблюдалось восстановление легочной ткани. Также ACE2 защищает от избыточ­ного воспаления при заражении птичьим гриппом. При данном состоянии тяжесть заболевания, его прогрессирование и летальность находятся в прямой зависимости от уровня AngII в плазме крови.

Наличие ACE2 в нереспираторных органах оказывает положительный эффект на функциони­рование данных тканей. У лабораторных мышей с эндогенной недостаточностью ACE2 наблюдаются тяжелые поражения сердца — снижение сократи­тельной способности за счет незначительной вен­трикулярной дилатации и истончения стенки левого желудочка [9].

Концентрация ACE2 может увеличиваться после ишемического инсульта. Это компенсатор­ная реакция, направленная на устранение избытка Ang1-7 и обеспечение защитных эффектов путем уравновешивания AngII.

ACE2 участвует в патологических процессах почечной ткани, хотя точный механизм еще не уста­новлен. У мышей с недостаточностью ACE2 раз­виваются гломерулосклероз и альбуминурия [17]. Снижение концентрации ACE2 вызывает дисбаланс AngII, который участвует в почечном воспалении и фиброзе, объясняя, по крайней мере частично, прогрессирующее поражение почек.

Важной непептидазной функцией ACE2 явля­ется участие в транспорте аминокислот через стен­ку тонкого кишечника. Одной из таких аминокис­лот является триптофан, регулирующий секрецию антимикробных пептидов, которые влияют на со­став кишечного микробиома. Это объясняет нали­чие колита у мышей с недостаточностью ACE2, у которых происходит нарушение транспорта трипто­фана и его недостаток ведет к дисбактериозу и вос­палению.

Несмотря на проведение интенсивной тера­пии, смертность от COVID-19 по-прежнему остает­ся на высоком уровне. Изобретение вакцины — к сожалению, крайне трудоемкий и длительный про­цесс. Кроме того, SARS-CoV-2 мутирует в каждом репликационном цикле. Это существенно осложня­ет разработку вакцины, а при определенном исходе и вовсе может сделать ее бесполезной. Лекарствен­ные препараты, направленные на регулирование дисбаланса RAS, теоретически можно использо­вать в иных целях. Например, для блокирования сайта связывания SARS-CoV-2 с ACE2 возможно применение растворимой формы ACE2, которая, связываясь с RBD вируса, будет ингибировать его проникновение в клетку. Кроме того, ACE2 умень­шит развитие патологических изменений, участвуя в различных протективных метаболических путях.

Сериновая протеаза TMPRSS2 играет ключе­вую роль в клеточном проникновении SARS-CoV-2 и дисфункции ACE2, поэтому блокировка данного фермента может служить для предотвращения тя­желых критических осложнений COVID-19. Уста­новлено, что ингибитор TMPRSS2 камостат мези- лат частично блокирует TMPRSS2-ACE2-опосредованный вход SARS-CoV-2 в клетку [18]. В то же время нафамостат мезилат, являющийся ингибито­ром мембранного слияния мембран клетки-хозяина и SARS-CoV-2, показывает десятикратную эффек­тивность относительно камостатат мезилата. Оба препарата обладают доказанной безопасностью для клинического применения, поэтому могут исполь­зоваться для лечения COVID-19 в медицинских ор­ганизациях. Нафамостат мезилат имеет еще одно свойство — он блокирует протеолиз фибриногена и его переход в фибрин. При коронавирусной ин­фекции наблюдается увеличение в сыворотке крови уровня D-димера — продукта деградации фибрина, а его концентрация более 1 мг/мл ассоциирована с высоким риском смерти пациентов с COVID-19. Таким образом, нафамостат мезилат потенциально является препаратом двойного действия — он не только блокирует вхождение вируса SARS-CoV-2 в клетку, но и предотвращает тромбоз и синдром дис­семинированного внутрисосудистого свертывания. В Японии в марте 2020 г. начались клинические ис­пытания данного препарата для лечения коронавирусной инфекции.

Ингибиторы ACE, блокаторы рецептора AngII, агонисты Mas, возможно, позволят скорректировать нарушения RAS. Блокаторы рецептора AngII приоб­ретают доверие благодаря доказанной функции об­легчения симптомов поражения легочной ткани под действием SARS и вируса птичьего гриппа. Ожи­дается, что блокирование рецепторов Ang — более надежный способ, чем применение ингибиторов ACE, т.к. AngII может синтезироваться различны­ми ферментами. Важно отметить, что препараты с указанным действием терапевтически безопасны и часто применяются. Парадоксально, но, исходя из клинических данных [19], увеличение экспрессии ACE на фоне приема этих лекарственных препаратов не приводит к возрастанию вирулентности SARS- CoV-2. Исследования вируса иммунодефицита че­ловека (HIV) показали, что повышенная экспрессия HIV-связывающих сайтов CCR5 и CD4 защищает па­циентов от вирулентности вируса. HIV избегает су­перинфекции во время процесса попадания в клетку посредством уменьшения количества CCR5. Данное снижение способствует эффективной репликации вируса и, как следствие, влияет на патогенетические механизмы синдрома приобретенного иммунодефи­цита. Остается неясным, применима ли данная кон­цепция для SARS-CoV-2, однако, если коронавирус использует такой же механизм, применение блокаторов рецептора AngII и ACEI вполне обоснованно.

Заключение

Важные мутационные изменения в геноме ви­руса SARS-CoV привели к появлению более сильно­го вида SARS-CoV-2 и развитию пандемии в 2020 г. АСЕ2, с одной стороны, играет ключевую роль в проникновении вируса в клетку-хозяина, а с другой стороны, защищает организм человека от тяжелых поражений внутренних органов при коронавирусной инфекции. Разработка вакцины против вируса, который претерпевает множество мутаций, остает­ся длительным и трудоемким процессом. Зная роль АСЕ2 в RAS, становится возможным применение лекарственных средств, воздействующих на дан­ный метаболический путь, для лечения COVID-19.

Источник