'분쇄' 효소는
심각한 COVID-19에서
세포를
찢을 수 있다.
By Nicoletta Lanese 2 days ago
2일전 니콜레타 라네스
(Image credit: Getty / ADRIAN DENNIS / AFP)
(사진제공:
게티 / 에이드리언 데니스 / AFP)
An enzyme that can tear cell membranes to shreds may contribute to the organ damage that ultimately kills some people with severe COVID-19, a new study hints.
세포막을
갈기갈기 찢을 수 있는
효소가
심각한 COVID-19에
걸린 사람들을
궁극적으로 죽게 하는
장기 손상에 기여할 수 있다는
새로운 연구 결과가 나왔다.
The enzyme, called "secreted phospholipase A2 Group IIA" (sPLA2-IIA), normally protects the body from invaders, such as bacteria, by grabbing hold of specific fats in the microbes' membranes and tearing them apart, said senior author Floyd Chilton, a biochemist and director of the Precision Nutrition and Wellness Initiative at the University of Arizona. Human cells also contain these fats, but unlike bacteria, human cells carry these fat molecules on the inner lining of their cell membranes, rather than on the outer surface.
아리조나 대학의 생화학자이자
웰니스 창시자, 정밀영양 책임자이며
선임작가인 플로이드 칠튼은
"비밀 인분해효소 A2 그룹 IIA"
(sPLA2-IIA)라고 불리는
이 효소는
미생물의 세포막에 있는
특정 지방을 잡아 찢어서
보통 세균과 같은
침입자들로부터
몸을 보호한다고 말했다.
인간의 세포는 또한
이러한 지방을 함유하고 있지만,
박테리아와는 달리,
인간의 세포는
외부 표면보다는
세포막의 내면에
이러한 지방 분자를
운반한다.
This arrangement usually hides the molecules from sPLA2-IIA and prevents the enzyme from attacking human cells, but it's not a fool-proof system, Chilton said.
칠튼은
이 배열이
보통 sPLA2-IIA로부터
분자를 숨기고
효소가
인간 세포를 공격하는 것을
막지만,
이것이
실수 방지 시스템은
아니라고 말했다.
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Cells need energy to maintain the structure of their cell membranes, but when cells begin to die due to infection or stress, the fatty molecules that sPLA2-IIA targets can become exposed, leaving human cells vulnerable to attack. In addition, damaged cells release their mitochondria, the so-called powerhouse of the cell; mitochondria resemble bacteria in terms of their membrane structure, so sPLA2-IIA rushes in to shred the free-floating mitochondria to bits and spill their contents out into the body, Chilton said. This, in turn, can call the immune system into action and set off a wave of intense inflammation, according to a 2020 report in the journal EMBO Reports.
세포는
세포막 구조를
유지하기 위해
에너지가 필요하지만
세포가
감염이나 스트레스로
죽기 시작하면
sPLA2-IIA가
표적으로 삼는
지방분자가 노출돼
인체 세포가
공격에
취약해질 수 있다.
또한 손상된 세포는
세포의 유력 집단이라고 불리는
미토콘드리아를 방출하는데,
미토콘드리아는
세포막 구조 면에서
박테리아와
유사하기 때문에,
sPLA2-IIA는
자유롭게 떠다니는 미토콘드리아를
산산조각 내어
체내에
내용물을
쏟아내기 위해
쇄도하게된다고
칠튼은 말했다.
EMBO 보고 저널의
2020년 보고서에 따르면
이는 결국
심한 염증파를 일으켜
면역체계를
작동시키게
된다고 한다.
"Once that begins to happen, you're going down a slippery slope," Chilton told Live Science.
칠튼은
라이브 사이언스와의
인터뷰에서
"일단 이런 일이
일어나기 시작하면
미끄러운 경사면을
내려가게 된다"
고 말했다.
The new research from Chilton and his colleagues hints that this disastrous chain of events may unfold in patients with severe COVID-19 infections — although we'll need more research to know for sure. For now, the study only shows a strong correlation between sPLA2-IIA and the risk of severe illness and death from COVID-19; it cannot prove that the enzyme directly causes the observed damage, Chilton said.
칠튼과 그의 동료들의
새로운 연구는
심각한 COVID-19
감염 환자들에게
이러한 비참한
일련의 사건들이
전개될 수 있다는 것을
암시하고 있다—
하지만
우리는 확실히 알기 위해
더 많은 연구가 필요할 것이다.
현재로서는
이 연구는
SPLA2-IIA와
중증질환 및
COVID-19 사망의
위험 사이에서의
강한 상관관계를
보여줄 뿐이며
효소가
관측된 손상을
직접적으로 유발한다는 것을
입증할 수는 없다고
칠튼은 말했다.
In the study, published Tuesday (Aug. 24) in the Journal of Clinical Investigation, the researchers analyzed blood samples from 127 patients who had been hospitalized between January and July 2020. Of those patients, 30 died of COVID-19; 30 experienced a severe case but survived; and 30 patients experienced mild COVID-19 infections, meaning they didn't require supplemental oxygen. The remaining 37 people did not have COVID-19 and served as a comparison group.
연구진은
화요일(8월 24일)
임상조사저널
(Journal of Clinical
Investigation)에
발표한 연구논문에서
2020년 1월부터
7월까지
입원한 환자 127명의
혈액 샘플을 분석했다.
이들 환자 중 30명은
COVID-19로 사망했고,
30명은 중증을 경험했지만
생존했으며,
30명은 그들이
보충 산소가 필요 없다는 것을
의미하는
가벼운 COVID-19 감염을
경험했다.
나머지 37명은
COVID-19에 걸리지 않고
대조군으로 활동했다.
The team measured the levels of more than 1,000 enzymes and metabolites in the patients' blood plasma, and then used a computer algorithm to see what patterns emerged. Strikingly, they found that circulating levels of sPLA2-IIA reflected the severity of patients' disease, "particularly in deceased COVID-19 patients." In other words, a person's sPLA2-IIA levels hinted at whether or not they died from COVID-19 infection.
연구팀은
환자의 혈장 내
효소 및 대사물
1000여 종의 수치를
측정한 뒤
컴퓨터 알고리즘을 이용해
어떤 패턴이 나타나는지
확인했다.
놀랍게도,
그들은 sPLA2-IIA의
순환 수치가
"특히 사망한
COVID-19 환자들에게서"
환자 질병의
심각성을
반영해준다는 것을
발견했다.
즉, 한 사람의
SPLA2-IIA 수치가
그들이
COVID-19 감염으로
죽었는지 아닌지를
암시했다는 것이다.
For context, the plasma of healthy people contains relatively low concentrations of sPLA2-IIA — at most, a few nanograms per 0.03 ounces (1 milliliter) of blood, the authors wrote in the study. "sPLA2 is normally very low, increases as the result of the viral trigger and decreases again when the inflammation resolves," Frans Kuypers, director of the Red Blood Cell Laboratory at the University of California, San Francisco, told Live Science in an email.
문맥상
건강한 사람의
혈장은
상대적으로
낮은 농도의 —
기껏해야
혈액0.03온스(1밀리리터)당
몇몇 나노그램의 —
sPLA2-IIA를
포함한다고
저자들은
연구논문에 썼다.
연구에 참여하지 않은
샌프란시스코
캘리포니아대
적혈구연구소의
프랜스 쿠이퍼스
소장은
이메일을 통해
라이브 사이언스에
"sPLA2는 보통
매우 낮으며
바이러스 유발의
결과로
증가하다가
염증이 해결되면
다시 감소한다"
고 밝혔다.
Studies suggest that in severe inflammatory conditions like sepsis, sPLA2-IIA levels can skyrocket to hundreds of nanograms per milliliter. And in the new study, some of the patients who died of COVID-19 showed sPLA2-IIA levels as high as 1,020 nanograms per milliliter (ng/ml) of blood, the team reported.
패혈증과 같은
심한 염증성
질환에서는
sPLA2-IIA 수치가
밀리미터당
수백 나노그램까지
치솟을 수 있다는
연구 결과가 나왔다.
그리고
그 새로운
연구에서,
COVID-19로
사망한 환자들 중
일부는
혈중 밀리리터당
1,020 나노그램(ng/ml)만큼
높은 SPLA2-IIA 수치를
보였다고
연구팀은
보고했다.
Overall, the patients who died of COVID-19 had fivefold higher sPLA2-IIA levels than those who had a severe case but survived; and those who died had nearly 10-fold higher sPLA2-IIA levels than those with mild COVID-19 infections or non-COVID-related illnesses.
전반적으로,
COVID-19로
사망한 환자는,
중증환자도 있었지만
생존한 환자보다,
5배 높은
sPLA2-IIA 수치를 보였고,
사망한 환자는
가벼운 COVID-19 감염자나
비-COVID 관련 질환자에 비해
거의 10배나 높은
sPLA2-IIA 수치를 보였다.
In addition to sPLA2-IIA, a marker of kidney function called "blood urea nitrogen" (BUN) was also linked to patients' disease severity, the team found. BUN, a waste product of protein digestion, normally gets filtered from the blood by the kidneys, but when the kidneys get damaged, BUN quickly accumulates. As COVID-19 infection damages the kidneys, high levels of sPLA2-IIA likely further damage the organ, thus raising the levels of BUN in circulation, Chilton said.
연구팀은
sPLA2-IIA 외에
'혈뇨 질소'(BUN)라는
신장 기능의 표식기도
환자의 질병 중증도와
연관이 있는 것을
발견했다.
단백질 소화의
노폐물인 BUN은
보통 신장에 의해
혈액에서 걸러지지만
신장이 손상되면
BUN이 빠르게 축적된다.
칠튼은
"코로나19 감염이
신장을 손상시키기 때문에
높은 수치의
SPLA2-IIA가
장기를
더욱 손상시켜
혈액순환에서
BUN의 수치를 높임"
이라고 말했다.
The researchers then created an index to predict the risk of COVID-19 mortality based on both BUN and sPLA2-IIA levels. They tested out the index on a group of 154 patients, separate from their original study cohort, who had been hospitalized between January and November 2020; these patients had either mild, severe or fatal COVID-19. The team found that they could predict "with reasonably high accuracy" which patients died of COVID-19 based on their sPLA2-IIA and BUN levels, and that they could also pinpoint which had severe disease but survived.
그런 다음
연구원들은
BUN과 sPLA2-IIA 수치
모두를 기초로
COVID-19 사망 위험을
예측하는
색인을 만들었다.
그들은
2020년
1월부터 11월 사이에
입원한 원래 연구 집단과는
별개로
154명의 환자 그룹을
대상으로
지수를 테스트했다.
이들 환자는
경증, 중증 또는
치명적인 COVID-19 환자였다.
연구팀은
SPLA2-IIA와 BUN 수치를
바탕으로 '합리적으로
높은 정확도로'
어떤 환자가 사망했는지
예측할 수 있으며,
어떤 환자가
중증 질환에 걸렸지만
생존했는지도
정확히 파악할 수 있다는
사실을 발견했다.
Again, the current study only identifies a correlation between sPLA2-IIA and severe COVID-19, but the results suggest that the enzyme may often be a critical factor in fatal cases, Chilton said.
다시 말하지만,
현재의 연구는
단지 sPLA2-IIA와
심각한 COVID-19 사이의
상관관계를 식별하지만,
그 결과는
종종
효소가
치명적인 경우에
결정적인 요인이
될 수 있음을
시사한다고
칠튼은 말했다.
"Their finding underpins the importance of this good guy [sPLA2-IIA] going bad," Kuypers told Live Science. That said, the current study has a few limitations, namely that the sample size is fairly small and the team was unable to track sPLA2-IIA levels through time, he noted. Looking forward, an ideal study would include a large number of patients whose sPLA2-IIA levels are checked daily. This would provide clearer evidence as to which patients accrue high concentrations of the enzyme, how the enzyme causes damage and whether any treatments reduce that harm, Kuypers said.
쿠이퍼스는
라이브 사이언스와의
인터뷰에서
"그들의 발견은
이 착한 남자가
나쁜 짓을 하는 것의
중요성을
뒷받침한다"
고 말했다.
즉, 현재의 연구는
표본 크기가
상당히 작고
연구팀이
시간 경과에 따라
sPLA2-IIA 수준을
추적할 수 없다는
몇 가지 한계를
가지고 있다고
말하는 있는 것으로
그는 지적했다.
앞으로의
이상적인 연구에서는
sPLA2-IIA 수치를
매일 검사하는
다수의 환자가
포함될 것이다.
쿠이퍼스는 이는
어떤 환자들이
고농축 효소를
축적하는지,
효소가
어떻게 손상을 입히는지,
어떤 치료법이
그러한 위해성을
감소시키는지에 대한
더 명확한 증거를
제공하게 될 것이라고
말했다.
When it comes to possible treatments, drugs that work against sPLA2-IIA already exist, although none have made it all the way through clinical trials. Especially as new variants of SARS-CoV-2 emerge, it's important to identify drugs that can protect against death, regardless of which version of the virus a person catches. In this respect, targeting sPLA2-IIA may be a good idea, but we need trials to know for sure, Chilton said.
가능한 치료법에 관한 한, 비록 아무도
임상 실험을 통해
성공하지 못했지만,
sPLA2-IIA에 대항하는
약들이
이미 존재한다.
특히 사스-CoV-2의
새로운 변종이
출현함에 따라,
사람이 어떤 바이러스에
감염되든
상관없이
죽음을 막을 수 있는
약물을
식별해내는 것이
중요하다.
이와 관련하여,
sPLA2-IIA를
목표로 하는 것이
좋은 생각일 수 있지만,
확실히 알기 위해서는
실험이 필요하다고
칠튼은 말했다.
One such trial is already underway. According to ClinicalTrials.gov, investigators are currently recruiting people with severe COVID-19 for a trial of varespladib, a potent inhibitor of sPLA2 enzymes.
한개의
그러한 실험은
이미 진행중이다.
ClinicalTrials.gov에 따르면,
연구원들은
현재
sPLA2 효소의
잠재적 억제제인
바레스플라디브의
실험을 위해
중증 COVID-19 환자들을
모집하고 있다.
Originally published on Live Science.
라이브 사이언스에 원본으로 발간됨.
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