Apakah virus COVID-19 patogen karena menghabiskan microRNA inang tertentu? – Sains Terkini

Mengapa virus COVID-19 mematikan, sementara banyak virus korona lainnya tidak berbahaya dan hanya menyebabkan flu?

Sebuah tim dari Universitas Alabama di Birmingham dan peneliti Polandia mengajukan jawaban – virus COVID-19 bertindak sebagai "spons" mikroRNA. Tindakan ini memodulasi tingkat microRNA inang dengan cara yang membantu replikasi virus dan menghalangi respons imun inang.

Hipotesis yang dapat diuji ini dihasilkan dari analisis literatur saat ini dan studi bioinformatis tentang virus COVID-19 dan enam virus corona lainnya. Ini diterbitkan sebagai perspektif di American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology.

MicroRNA manusia, atau miRNA, adalah RNA pendek tanpa kode dengan sekitar 22 basa. Mereka bertindak untuk mengatur ekspresi gen dengan pasangan komplementer mereka dengan RNA pembawa pesan spesifik sel. Pasangan itu membungkam RNA pembawa pesan, mencegahnya diterjemahkan menjadi protein. Jadi, miRNA adalah pengontrol metabolisme sel yang disetel dengan baik atau respons sel terhadap stres dan tantangan yang merugikan, seperti infeksi oleh virus.

MiRNA hanya sekitar 0,01 persen dari total RNA sel dan jaringan manusia, sedangkan replikasi RNA virus dari virus seperti virus COVID-19 dapat mencapai 50 persen dari total RNA seluler. Jadi, UAB dan peneliti Polandia mengatakan, jika virus COVID-19 memiliki situs pengikatan untuk miRNA tertentu – dan situs ini berbeda dari situs pengikatan miRNA yang ditemukan pada virus korona yang menyebabkan flu – virus COVID-19 yang lebih patogen mungkin secara selektif menyemprotkan miRNA tertentu untuk mendisregulasi sel dengan cara yang menjadikannya virus corona manusia yang berbahaya.

Ide spons bukanlah hal baru. Spons RNA virus telah terbukti mampu menghilangkan miRNA inang oleh virus Epstein-Barr, dan aktivitas spons juga telah ditunjukkan untuk virus herpes dan hepatitis C.


Ada dua virus korona manusia sebelum virus COVID-19 – yang nama resminya adalah SARS-CoV-2 – yang meramalkan konsekuensi buruk dari virus COVID-19. Yang pertama adalah virus korona pernapasan akut yang parah, atau virus SARS, pada tahun 2002; yang kedua adalah virus korona sindrom pernafasan Timur Tengah, atau virus MERS, pada tahun 2012. Begitu pula dengan tingkat infektivitas virus COVID-19 yang tinggi; tetapi keduanya berbahaya, masing-masing menyebabkan 774 dan 866 kematian, menurut National Institutes of Health.

Dalam studi ini, para peneliti menggunakan analisis bioinformatis berbantuan komputer untuk menemukan situs target miRNA potensial untuk 896 urutan miRNA manusia dewasa pada tujuh genom virus corona yang berbeda. Genom ini termasuk tiga virus korona patogen – virus SARS, MERS dan COVID-19 – dan empat virus korona non-patogen.

Para peneliti menemukan bahwa jumlah situs target meningkat pada virus patogen dibandingkan dengan strain non-patogen. Selain itu, mereka menemukan bahwa virus korona manusia patogen menarik set miRNA yang berbeda dari virus korona manusia non-patogen. Secara khusus, satu set 28 miRNA adalah unik untuk virus COVID-19; virus SARS dan MERS memiliki rangkaian unik masing-masing 21 dan 24 miRNA.

Berfokus pada 28 miRNA unik untuk virus COVID-19, para peneliti menemukan bahwa sebagian besar miRNA ini diekspresikan dengan baik dalam sel epitel bronkial, dan disregulasi mereka telah dilaporkan dalam patologi paru-paru manusia yang meliputi kanker paru-paru, penyakit paru obstruktif kronik, fibrosis kistik dan tuberkulosis. Selain itu, banyak miRNA telah diusulkan untuk bertindak sebagai penekan tumor yang menargetkan jalur kematian sel terprogram, atau apoptosis, yang seharusnya membuat sel membunuh dirinya sendiri saat terinfeksi, bermutasi atau tertekan dengan cara lain. Pengurangan miRNA tersebut telah dikaitkan dengan prognosis kanker yang buruk.

"Oleh karena itu, virus COVID-19 – dengan potensi pengurangan kumpulan miRNA inang – dapat meningkatkan kelangsungan hidup sel yang terinfeksi dan dengan demikian kelangsungan siklus replikasinya," kata para peneliti.

Para penulis memberikan penjelasan rinci tentang bagaimana virus bereplikasi di dalam sel yang terinfeksi, termasuk bagaimana sel membantu pelipatan protein dan bagaimana virus mulai berkumpul di retikulum endoplasma sel dan sistem Golgi. Mereka juga menjelaskan banyak protein seluler yang terlibat dalam langkah-langkah ini. Replikasi virus ini diketahui menghasilkan stres dan dapat memicu respons protein yang tidak terlipat yang menyebabkan sel mengalami kematian terprogram.

"Secara bersama-sama," kata para peneliti, "strategi virus untuk meningkatkan membran retikulum endoplasma dan kapasitas lipatan retikulum endoplasma dan memblokir atenuasi translasi terkait respons protein yang tidak terlipat, respons inflamasi dan apoptosis adalah komponen penting untuk produksi virus."

Para penulis kemudian menunjukkan, dengan mengutip literatur, bahwa sembilan dari miRNA seluler spesifik yang berpotensi diserap oleh virus COVID-19 dapat membantu mencapai kebutuhan virus tersebut.

"Host miRNA yang berpotensi dikendalikan oleh virus korona manusia patogen mungkin menjadi kunci untuk mendapatkan kendali atas serangkaian target miRNA yang sangat terbatas dan spesifik," kata mereka. Para peneliti menggunakan program ontologi gen yang dibantu komputer untuk menemukan gen dan jalur seluler yang dipengaruhi oleh virus korona manusia patogen, dan khususnya oleh virus COVID-19.

Jalur yang mereka temukan "selanjutnya mendukung hipotesis bahwa virus korona manusia patogen – termasuk virus COVID-19 – memanfaatkan miRNA inang untuk menyesuaikan proses seluler guna memfasilitasi produksi protein virus mereka."


"Hipotesis kami akan membutuhkan validasi," kata mereka, "dimulai dengan penilaian tingkat miRNA ini dalam jaringan yang terinfeksi dan diakhiri dengan memulihkan keseimbangan miRNA inang dengan analog miRNA. Selain itu, memahami sepenuhnya bagaimana virus memanfaatkan retikulum endoplasma dan protein yang tidak terlipat. jalur respons juga dapat mengarah pada strategi terapeutik baru. "

Hipotesis oleh UAB dan peneliti Polandia ini, yang semuanya berkontribusi sama pada makalah ini, dapat menjelaskan beberapa keanehan biologis lain dari virus COVID-19.

Salah satunya adalah berbagai kerentanan terhadap infeksi yang terlihat di antara pasien, termasuk morbiditas dan mortalitas yang lebih parah untuk pasien yang lebih tua. Mungkin ada perbedaan individu di antara profil miRNA pasien, kata mereka, dan satu "penelitian baru-baru ini menunjukkan bahwa virulensi COVID-19 pada pasien usia lanjut mungkin disebabkan oleh kelimpahan miRNA yang lebih rendah, dan ini mungkin menjadi faktor penyebab keparahan penyakit."

Pertanyaan biologis lainnya adalah bagaimana virus hidup berdampingan dalam sumber hewan normalnya – kelelawar. "Khususnya," kata para peneliti, "sebuah studi baru-baru ini mengusulkan bahwa kelelawar, yang dianggap sebagai inang asal virus COVID-19, memiliki toleransi terhadap virus yang berpotensi mematikan karena miRNA tertentu."

Penulis makalah perspektif, "SARS-CoV-2 dapat mengatur respons seluler melalui penipisan miRNA inang tertentu," adalah Rafal Bartoszewski, Universitas Kedokteran Gdansk, Gdansk, Polandia; Michal Dabrowski, Institut Biologi Eksperimental Nencki dari Akademi Polandia, Warsawa, Polandia; Bogdan Jakiela dan Marek Sanak, Jagiellonian University Medical College, Krakow, Polandia; Sadis Matalon dan Kevin S. Harrod, Departemen Anestesiologi dan Kedokteran Perioperatif UAB; dan James F. Collawn, Departemen Sel, Perkembangan dan Biologi Integratif UAB.

Dukungan datang dari kontrak National Science Center Sonata Bis dan OPUS Program 2015/18 / E / NZ3 / 00687, 2015/17 / B / NZ3 / 01485 dan 2014/13 / B / NZ3 / 02393; Hibah Institut Kesehatan Nasional DK072482; dan hibah Program Pengembangan Penelitian CF Foundation ROWE15R0.

Di UAB, Harrod memegang Benjamin Monroe Carraway, M.D., Endowed Chair in Anesthesiology, dan Matalon memegang Alice McNeal, M.D., Endowed Chair in Anesthesiology.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.