หัวใจเป็นอวัยวะสำคัญส่วนหนึ่งที่ได้รับความเสียหายจากการติดเชื้อ SARS-CoV-2 โดยเฉพาะเซลล์หัวใจหรือ ‘cardiomyocytes’ ซึ่งบีบตัวและไหลเวียนของเลือด นอกจากนี้ยังคิดว่าความเสียหายต่อเซลล์หัวใจอาจส่งผลต่ออาการของโรคโควิด-19 เป็นเวลานาน
ผู้ป่วยที่มีปัญหาหัวใจพื้นฐานมีโอกาสเสียชีวิตจาก COVID-19 มากกว่าสี่เท่า ซึ่งเป็นโรคที่เกิดจากการติดเชื้อ SARS-CoV-2 อัตราการเสียชีวิตของผู้ป่วย COVID-19 เพิ่มขึ้นจาก 2.3% เป็น 10.5% ในบุคคลเหล่านี้
เพื่อให้เข้าสู่เซลล์ของเรา SARS-CoV-2 จะจี้โปรตีนบนผิวเซลล์ ซึ่งเป็นตัวรับที่เรียกว่า ACE2 โปรตีน Spike บนผิวของ SARS-CoV-2 – ซึ่งมีลักษณะเหมือน ‘โคโรนา’ – ผูกมัดกับ ACE2 จากนั้นทั้งโปรตีนขัดขวางและ ACE2 จะถูกแยกออกจากกัน ทำให้สารพันธุกรรมจากไวรัสเข้าสู่เซลล์เจ้าบ้านได้ ไวรัสควบคุมกลไกของเซลล์โฮสต์เพื่อให้ตัวเองสามารถทำซ้ำและแพร่กระจายได้
ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้ใช้เซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนของมนุษย์เพื่อสร้างกลุ่มเซลล์หัวใจในห้องแล็บ และแสดงให้เห็นว่าเซลล์เหล่านี้เลียนแบบพฤติกรรมของเซลล์ในร่างกาย เต้นราวกับว่าสูบฉีดเลือด สิ่งสำคัญที่สุดคือ เซลล์หัวใจแบบจำลองเหล่านี้ยังมีส่วนประกอบสำคัญที่จำเป็นสำหรับการติดเชื้อ SARS-CoV-2 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตัวรับ ACE2
การทำงานในห้องปฏิบัติการพิเศษด้านความปลอดภัยทางชีวภาพและการใช้ไวรัสสังเคราะห์ (‘pseudotyped’) ที่ปลอดภัยกว่าและดัดแปลง ซึ่งตกแต่งด้วยโปรตีนขัดขวาง SARS-CoV-2 ทีมงานได้เลียนแบบวิธีที่ไวรัสแพร่เข้าสู่เซลล์หัวใจ จากนั้นจึงใช้แบบจำลองนี้เพื่อตรวจหายาที่อาจป้องกันการติดเชื้อ
ดร.แซนเจย์ ซินฮา จาก Wellcome-MRC Cambridge Stem Cell Institute กล่าวว่า “การใช้สเต็มเซลล์ ทำให้เราสามารถสร้างแบบจำลองที่มีพฤติกรรมเหมือนหัวใจเต้นเป็นจังหวะได้หลายวิธี สิ่งนี้ทำให้เราสามารถดูว่า coronavirus ติดเชื้อในเซลล์อย่างไร และที่สำคัญช่วยให้เราคัดกรองยาที่เป็นไปได้ที่อาจป้องกันความเสียหายต่อหัวใจ”
ทีมงานแสดงให้เห็นว่ายาบางชนิดที่กำหนดเป้าหมายไปที่โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการติดเชื้อไวรัส SARS-CoV-2 ช่วยลดระดับการติดเชื้อได้อย่างมีนัยสำคัญ สิ่งเหล่านี้รวมถึงแอนติบอดี ACE2 ที่เคยแสดงก่อนหน้านี้เพื่อต่อต้านไวรัส SARS-CoV-2 ที่จำลองแบบหลอก และ DX600 ซึ่งเป็นยาทดลอง
DX600 เป็นปฏิปักษ์ของเปปไทด์ ACE2 นั่นคือโมเลกุลที่กำหนดเป้าหมาย ACE2 โดยเฉพาะและยับยั้งการทำงานของเปปไทด์ที่มีบทบาทในการปล่อยให้ไวรัสบุกเข้าไปในเซลล์
DX600 มีประสิทธิภาพในการป้องกันการติดเชื้อมากกว่าแอนติบอดีประมาณเจ็ดเท่าแม้ว่านักวิจัยกล่าวว่าอาจเป็นเพราะใช้ในความเข้มข้นที่สูงขึ้น ยานี้ไม่ได้ส่งผลต่อจำนวนเซลล์หัวใจ ซึ่งหมายความว่าไม่น่าจะเป็นพิษได้
ศาสตราจารย์แอนโธนี ดาเวนพอร์ตจากภาควิชาแพทยศาสตร์และเพื่อนที่วิทยาลัยเซนต์แคทเธอรีน เมืองเคมบริดจ์กล่าวว่า “โปรตีนขัดขวางเป็นเหมือนกุญแจที่พอดีกับ ‘ล็อค’ บนพื้นผิวของเซลล์ – ตัวรับ ACE2 – ทำให้สามารถเข้าไปได้ DX600 ทำหน้าที่เหมือนหมากฝรั่ง ทำให้กลไกการล็อกติดขัด ทำให้กุญแจเปิดและปลดล็อกประตูห้องขังได้ยากขึ้นมาก
“เราจำเป็นต้องทำการวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับยานี้ แต่ยานี้สามารถให้การรักษาแบบใหม่แก่เราเพื่อช่วยลดอันตรายต่อหัวใจในผู้ป่วยที่เพิ่งติดเชื้อไวรัส โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีภาวะหัวใจล้มเหลวอยู่แล้วหรือผู้ที่ยังไม่ได้รับวัคซีน เราเชื่อว่าอาจช่วยลดอาการของโรคโควิด-19 ในระยะยาวได้”
งานวิจัยได้รับการสนับสนุนจาก Wellcome, Addenbrooke’s Charitable Trust, Rosetrees Trust Charity และ British Heart Foundation
อ้างอิง
วิลเลียมส์, TL และคณะ แพลตฟอร์ม cardiomyocyte ที่ได้มาจากเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อนของมนุษย์จะคัดกรองสารยับยั้งการติดเชื้อ SARS-CoV-2 ชีววิทยาการสื่อสาร 29 ก.ค. 2560; ดอย: 10.1038/s42003-021-02453-y
