Hoe slaagt het coronavirus SARS-CoV2 virus erin mensen te infecteren, en waarom is het virus zo snel overdraagbaar? Op die vragen proberen wetenschappers over de hele wereld een antwoord te vinden. En het lijkt erop dat het antwoord te vinden is bij de cellen waar de infectie waarschijnlijk begint, en die bevinden zich niet in de longen, maar de neus.

Onderzoekers van het UMCG in Groningen hebben in samenwerking met collega’s in andere landen ontdekt dat er twee celtypes in de neus voorkomen die waarschijnlijk de plek zijn waar het coronavirus het menselijk lichaam binnendringt.

Sleuteleiwitten

Een data-analyse van de Human Cell Atlas (HCA) leerde dat slijmbekercellen en trilhaarcellen in de neus, en epitheelcellen in organen als ogen, longen en darmen veel van het boodschapper-RNA hebben, dat zorgt voor productie van de sleuteleiwitten die het COVID-19 virus gebruikt om onze cellen binnen te dringen. Het wetenschappelijk tijdschrift Nature Medicine publiceerde de bevindingen van het onderzoek.

De onderzoekers hebben meerdere datasets uit de HCA, afkomstig van verschillende weefsels van niet-geïnfecteerde mensen, geanalyseerd. Specifiek werd voor elke cel apart gekeken welke boodschapper-RNA moleculen aanwezig waren. De onderzoekers bestudeerden in welke individuele cellen beide sleuteleiwitten aanwezig zijn die het SARS-CoV2-virus gebruikt om onze cellen te infecteren.

Aanvalsdoel

Onderzoekers stelden vast dat het sleuteleiwit - ACE2 receptor – en de TMPRSS2 protease die nodig zijn voor de activatie van SARS-CoV2 in veel hogere niveaus aanwezig waren in de epitheelcellen in de neus dan in andere weefsels. En de slijmbekercellen en trilhaarcellen vertoonden de hoogste niveaus van beide SARS-CoV2 virus-sleuteleiwitten. Volgens de onderzoekers betekent dat, dat die twee celtypes in de neus het eerste aanvalsdoel van het virus vormen. Daarnaast bleken ook bepaalde cellen in het hoornvlies, dieper gelegen cellen in de longen en zelfs in de darmen ontvankelijk waren voor het virus. Het virus verschaft zich toegang tot de cellen via het zogenoemde ‘lock and key-effect’, waarbij een uitsteeksel aan de buitenkant van het virus zich gedraagt als een sleutel om een ACE2 receptoreiwit op de menselijke cel te openen.

Bioloog dr. Martijn Nawijn en longarts dr. Maarten van den Berge uit Groningen werkten mee aan het onderzoek. “Dit is de eerste keer dat deze specifieke cellen in de neus in verband worden gebracht met het virus dat COVID-19 veroorzaakt”, stellen zij. “De locatie van deze cellen aan de oppervlakte van de binnenkant van de neus maakt ze in hoge mate toegankelijk voor het virus. De studie laat ook zien dat de cellen in de neus, die de receptor dragen, een rol spelen bij afweerreacties. Of deze functie na virusinfectie is veranderd wordt op dit moment onderzocht.”

Human Cell Atlas

In het Human Cell Atlas (HCA) onderzoek worden alle menselijke cellen in kaart gebracht, als basis voor zowel inzicht in menselijke gezondheid en diagnostisering als de behandeling van ziekten. Ruim 1.600 mensen in 70 landen werken aan de HCA, en de data zijn vrij toegankelijk voor wetenschappers over de hele wereld.

Bronnen

Lees ook het artikel in Nature Medicine.

Meer informatie is ook te vinden op de website van het UMCG.