Publicerad: 2022-05-12 17:00 | Uppdaterad: 2022-05-12 17:44

Mininjurar bidrar till förståelse för kopplingen mellan diabetes och svår covid-19

Njurorganoid
Laboratorietillverkade njurorganoider genererade från mänskliga pluripotenta stamceller, credit Nuria Montserrat lab (IBEC).

Forskare vid bland annat Karolinska Institutet har använt tillverkade diabetiska mininjurar för att öka kunskapen om kopplingen mellan diabetes och svår covid-19. Forskarna fann att diabetiska mininjurar har högre känslighet för sars-cov-2-infektion än icke-diabetiska mininjurar. Studien, som publicerats i tidskriften Cell Metabolism, identifierade också genetiska bevis för ACE2-receptorns viktiga roll vid covid-19.

Porträtt av Ali Mirazimi. Han har grå kavaj, hästsvans, glasögon och står utomhus i en park.
Ali Mirazimi, adjungerad professor vid KI. Foto: Martin Stenmark.

– Våra fynd belyser en potentiell mekanism angående varför diabetes kan vara en riskfaktor för svår covid-19-sjukdom. Den här teknologin kommer att förbättra vår kapacitet att undersöka hur virus interagerar med olika organ i människokroppen, säger Ali Mirazimi, adjungerad professor vid institutionen för laboratoriemedicin, Karolinska Institutet, och en av studiens korresponderande författare.

Flera studier indikerar att personer med diabetes löper högre risk för att utveckla allvarlig covid-19, och att flera sjukhusinlagda covid-19-patienter drabbats av akuta njurskador. De molekylära och metabola mekanismerna bakom dessa samband är inte helt klarlagda.

I den aktuella studien utvecklade forskarna så kallade njurorganoider (laboratorietillverkade mininjurar) som efterliknade tidiga stadier av diabetes. Studien leddes av Nuria Montserrat vid Institute of Bioengineering of Catalonia (IBEC) i Spanien och involverade många forskare vid bland annat Karolinska Institutet, University of Florida i USA och Life Sciences Institute of the University of British Columbia i Kanada.

Med hjälp av olika molekylärbiologiska tekniker som genredigering konstaterade forskarna att det var överflödet av ACE2-receptorer som avgjorde hur mottagliga de diabetiska mininjurarna var för infektion. Sars-cov-2-viruset använder ACE2-receptorerna för att ta sig in i våra celler.

Diabetiska mininjurar känsligare för infektion

– Med vår diabetiska njurorganoidmodell kunde vi se att de diabetiska mininjurarna, med ett högre antal ACE2-receptorer, var mer känsliga för virusinfektion, säger studiens försteförfattare Elena Garreta vid IBEC i ett pressmeddelande från det spanska institutet.

Laboratorieanalyser av njurceller från patienter med diabetes och personer utan sjukdomen visade också att njurceller från diabetespatienter hade fler ACE2-receptorer och en högre grad av sars-cov-2-infektion.

– Utvecklingen av en diabetisk njurorganoid är ett stort steg framåt mot att experimentellt analysera hur metaboliska förändringar kan påverka sars-cov-2-infektion. Uppgifterna visar återigen att ACE2 är den väsentliga receptorn för sars-cov-2 även under tillstånd av samsjuklighet, säger Josef Penninger, delad korresponderande författare vid Institute of Molecular Biotechnology of the Austrian Academy of Sciences (IMBA) och University of British Columbia.

Forskningen har finansierats av många parter inklusive Vetenskapsrådet, European Research Council, Institute of Health Carlos III och Foundation Banco Bilbao Vizcaya. Studieförfattarna har deklarerat ett sökt patent för att använda organoiderna till att studera sars-cov-2-infektion och potentiellt utveckla nya behandlingar. Josef Penninger är aktieägare i Apeiron Biologics som utvecklar en ACE2-terapi för covid-19.

Den här nyhetsartikeln är baserad på ett längre pressmeddelande från Institute of Bioengineering of Catalonia (IBEC).

Publikation

A diabetic milieu increases ACE2 expression and cellular susceptibility to SARS-CoV-2 infections in human kidney organoids and patient cells,” Elena Garreta, Patricia Prado, Megan Stanifer, Vanessa Monteil, Andrés Marco, Asier Ullate-Agote, Daniel Moya-Rull, Amaia Vilas-Zornoza, Carolina Tarantino, Juan Pablo Romero, Gustav Jonsson, Roger Oria, Alexandra Leopoldi, Astrid Hagelkruys, Maria Gallo, Federico González, Pere Domingo-Pedrol, Aleix Gavaldà, Carmen Hurtado del Pozo, Omar Hasan Ali, Pedro Ventura-Aguiar, Josep María Campistol, Felipe Prosper, Ali Mirazimi, Steeve Boulant, Josef M. Penninger, Nuria Montserrat. Cell Metabolism, online 12 maj, 2022.