Nové koronavirové onemocnění 2019 (COVID-19) se od prosince 2019, kdy bylo poprvé hlášeno v čínském Wuhanu jako pneumonie neznámé etiologie, rychle rozšířilo po celém světě. Koronavirus těžkého akutního respiračního syndromu-2 (SARS-CoV-2), označovaný Světovou zdravotnickou organizací (WHO), představuje třetí rozsáhlou epidemii související s koronaviry . Ačkoli onemocnění bylo poprvé hlášeno na území Číny, retrospektivní studie následně zjistila důkazy, že SARS-CoV-2 se šířil na území Francie 4 dny předtím, než byl poprvé hlášen v čínském Wuhanu, a 1 měsíc před prvním oficiálním případem v zemi . Od svého prvního objevení se virus SARS-CoV-2 rozšířil po celém světě a k 6. červenci 2020 infikoval více než 11,5 milionu lidí a vedl k úmrtí více než 530 000 osob . Závažnost onemocnění se široce pohybuje od asymptomatického stavu onemocnění až po pacienty vykazující syndrom akutní respirační tísně (ARDS), což vyžaduje kritický lékařský zásah ve snaze zabránit smrti pacienta . Následně bylo zjištěno, že angiotenzin konvertující enzym 2 (ACE2) je funkčním receptorem pro protein SARS-CoV-2 spike (S-), který umožňuje viru proniknout do buněk . ACE2 je silný negativní regulátor renin-angiotenzinového systému (RAS), který má zásadní význam pro udržení homeostázy RAS.

Gen ACE2 se skládá z 805 aminokyselin a je integrálním membránovým glykoproteinem typu I . ACE2 rozkládá angiotenzin (Ang)-II, silný vazokonstriktor (který je také prozánětlivý a podporuje fibrózu), a přeměňuje ho na Ang (1-7) . Ang (1-7) je vazodilatátor, který také inhibuje proliferaci a apoptózu . Kromě systémového vlivu na regulaci krevního tlaku má ACE2 lokální regulační účinky při patologických změnách několika orgánů, včetně srdce, ledvin a plic . ACE2 je vysoce exprimován v plicních alveolárních buňkách, které představují hlavní místo vstupu viru do lidského hostitele . Kromě exprese ACE2 v plicních alveolárních buňkách je exprimován také v různých tkáních, včetně: cévním systému (endotelové buňky, migrující angiogenní buňky a buňky hladkého svalstva cév), srdci (kardiofibroblasty, kardiomyocyty, endotelové buňky, pericyty a epikardiální tukové buňky) a ledvinách (glomerulární endotelové buňky, podocyty a epitelové buňky proximálních tubulů), játra (cholangiocyty a hepatocyty), sítnici (pigmentové epitelové buňky, tyčinkové a čípkové fotoreceptorové buňky a Müllerovy gliové buňky), enterocyty střev, obvodové orgány centrálního nervového systému a horní cesty dýchací (pohárkové a řasinkové epitelové buňky) .

Existují dvě podjednotky S-proteinu SARS-CoV-2: podjednotka S1 má receptorovou vazebnou doménu, která se spojuje s receptorem ACE2 hostitelské buňky, a podjednotka S2 se podílí na regulaci fúze mezi virovou a hostitelskou membránou . Bylo zjištěno, že SARS-CoV-2 má desetkrát vyšší afinitu k ACE2 ve srovnání se SARS-CoV, což odpovídá vyšší účinnosti infekce SARS-CoV-2 . Ačkoli v současné době nebyl nalezen žádný lék, provádí se několik klinických studií s cílem zjistit, jaký je nejúčinnější léčebný režim pro COVID-19, přičemž rozsáhlý seznam potenciálních terapií je podrobně popsán v přehledu Gosain et al . V současné době léčba pacientů zahrnuje podpůrnou léčbu a opatření k prevenci dalšího šíření viru . Navzdory rozdílům v charakteristikách populace pacientů mezi Evropou a Čínou jsou dvěma hlavními determinanty rizika úmrtí pacientů, které byly zjištěny v obou skupinách, věk a přítomnost základních komorbidních onemocnění . Jedním z takových základních stavů spojených se zvýšením úmrtnosti pacientů na COVID-19 je přítomnost nádorového onemocnění .

Nádoroví pacienti a epidemie COVID-19

Vhodná léčba onkologických pacientů je vzhledem k jejich potenciálně oslabené imunitě skutečným a závažným problémem, kterému onkologové čelí bez ohledu na to, zda se u pacienta vyskytuje infekce SARS-CoV-2 . Údaje ze čtyř ohnisek SARS-CoV-2 (Spojené státy, Itálie, Španělsko a Čína) ukázaly, že u onkologických pacientů infikovaných novým koronavirem se významně zvyšuje riziko přijetí na jednotku intenzivní péče (JIP) a/nebo nutnosti mechanické ventilace, stejně jako se zvyšuje úmrtnost pacientů . V retrospektivní studii bylo zjištěno, že úmrtnost onkologických pacientů v Číně infikovaných virem COVID-19 činí přibližně 28 % , zatímco celková symptomatická úmrtnost v Číně činí 1,4 % nebo hrubá úmrtnost 4,5 % . Asi nepřekvapí, že úmrtnost pacientů s rakovinou plic nakažených virem SARS-CoV-2 je poměrně chmurná, přičemž kohortová studie z New Yorku vykázala 55% úmrtnost . Onkologičtí pacienti a jejich onkologové v současné době čelí dilematu, zda má pacient zahájit nebo pokračovat v léčbě svého primárního onemocnění vzhledem k souvisejícímu riziku nákazy virem SARS-CoV-2 a omezení zdrojů, které mají zdravotníci k dispozici . Informace o specifické etiologii nádorového onemocnění jsou v rámci několika studií SARS-CoV-2 nedostatečné. V rámci kohortových studií COVID-19 ve Spojených státech , Itálii a Číně však byla hlášena rakovina plic, prsu, zažívacího traktu a hematologická rakovina (např. lymfom) . Dále byly v těchto studiích hlášeny pacientky s rakovinou děložního čípku a pacientky s jinými nespecifikovanými gynekologickými malignitami .

Přestože vybrané literární zdroje poskytují náhledy na vykazované onkologické paradigmy, již tak malý soubor hodnocených pacientů se při stratifikaci podle onkologické typizace ještě více zmenšuje. To je podstatné omezení pro posouzení rizika úmrtí a poskytnutí pokynů pro léčbu pacientů s COVID-19 pozitivním nádorovým onemocněním. Podobně je velmi málo známo o infekci COVID-19 u pacientek s karcinomem vaječníků. V době psaní tohoto článku bylo na PubMedu publikováno 22 článků na toto téma, z nichž 20 pojednává o možných změnách nebo výzvách, kterým čelí onkologické kliniky, aby mohly lépe sloužit pacientkám s karcinomem vaječníků. Zbývající dva články pojednávají o celkem třech pacientkách s rakovinou vaječníků a o tom, jak byla jejich léčba v důsledku současné pandemie změněna . Pouze u dvou ze tří pacientek s karcinomem vaječníků byla zjištěna pozitivita na nový koronavirus, což vyžadovalo adjuvantní léčbu trombocyty kvůli rozvoji trombocytopenie související s chemoterapií . U zbývající diskutované pacientky s karcinomem vaječníků byly testy na infekci SARS-CoV-2 negativní, ale na základě příznaků pacientky a klinických nálezů (např. abnormální nález na CT odpovídající pneumonii u pacientky s COVID-19) se předpokládalo, že je pozitivní . Režim této pacientky s nádorovým onemocněním byl odložen až do vyřešení přítomné atypické pneumonie, ale jinak nedostala žádnou adjuvantní léčbu . V současné době neexistují celosvětově přijaté pokyny, které by se zabývaly léčbou onkologických pacientů v podmínkách pandemie, a to z důvodu nedostatku dostupných údajů . V nedávné době navrhla mezinárodní spolupráce řadu praktických postupů pro diagnostiku a léčbu onkologických pacientů . Dokud však nebude k dispozici více informací nebo účinný léčebný režim proti SARS-CoV-2, budou pacienti s rakovinou nadále vystaveni velmi vysokému riziku úmrtí v důsledku epidemie COVID-19 .

Withaferin a jako perspektivní léčba

Withaferin A (WFA) je steroidní lakton izolovaný z rostliny Withania somnifera, známé také jako Ashwagandha . Je známý pro své protizánětlivé vlastnosti a také pro své protinádorové vlastnosti . Nedávné práce prokázaly, že infekce COVID-19 mají velkou imunitní složku a mohou vést k rozvoji cytokinové bouře, což je potenciálně život ohrožující imunitní reakce, při níž tělo uvolňuje do krve příliš mnoho cytokinů v rychlém tempu . Práce naší laboratoře prokázala, že WFA je schopna snížit sekreci různých prozánětlivých cytokinů (např. TNFα, IL-6, IL-8 a IL-18) v metastatickém modelu rakoviny vaječníků . Je v rámci možností, že léčba WFA může zrušit intenzitu cytokinové bouře díky uváděným protizánětlivým vlastnostem. Je zajímavé, že nejméně tři nezávislé výzkumné skupiny navrhly, že fytochemikálie nalezené v rostlině Withania somnifera by mohly být vyvinuty jako terapeutický prostředek proti infekci COVID-19 s využitím přístupů molekulárního dokování . Dvě ze skupin uvedly, že různé Withanolidy, jako například WFA, by měly být schopny vázat se na vazebnou doménu virového S-proteinu, a tím blokovat nebo snižovat interakce s hostitelským receptorem ACE2 . Třetí skupina uvedla, že WFA a samostatný withanolid, Withanon, by měly interagovat s hlavní proteázou SARS-CoV-2, ačkoli se předpokládá, že WFA bude mít menší vazebnou afinitu než zavedený inhibitor proteázy N3 použitý pro základní dokovací skóre .

V nesouvisející studii naše skupina zkoumala WFA jako potenciální terapeutikum pro léčbu rakoviny, včetně cílení na rakovinné kmenové buňky a rakovinou indukovanou kachexii (porucha svalového úbytku). Protože signalizace Ang-II je známým mediátorem atrofie kosterního svalstva , zkoumali jsme účinek WFA na signalizaci Ang-II ve vztahu ke kachexii. Údaje (v procesu publikování) z naší laboratoře ukázaly, že léčba WFA může snížit cirkulující hladiny angiotenzinu II v experimentálním modelu kachexie vyvolané rakovinou. V této studii jsme myším NOD.Cg-PrkdcscidIl2rgtm1Wjl/SzJ (NSG; Jackson Lab Strain # 005557) intraperitoneálně xenograftovali buněčnou linii karcinomu vaječníků A2780 (8,0 × 105 nízkopasážních buněk resuspendovaných ve 100 μl sterilního PBS). Kontrolní myši bez nádoru dostaly ekvivalentní i.p. injekci sterilního fyziologického roztoku. Po 8denním refrakterním období, které mělo umožnit přihojení buněk ovariálního karcinomu, dostávala zvířata bez nádoru a zvířata s nádorem i.p. injekce WFA (2 mg/kg) nebo vehikula (10 % dimethylsulfoxid, 90 % glycerol trioktanoát) jednou za 3 dny po dobu 4 týdnů (po xenograftingu).

Pomocí qPCR a genově specifických primerů jsme zjistili, že léčba WFA snižuje relativní expresi mRNA AT1R (receptoru angiotenzinu II typu 1) ve srovnání se skupinou léčenou vehikulem ve vzorcích nádorů, jak bylo zjištěno dvoucestnou analýzou rozptylu (ANOVA) a následnou Tukeyho analýzou vícenásobného srovnání post hoc. Na základě našich zjištění a nezávisle popsaných studií molekulárního dokování jsme zkoumali, zda léčba WFA změní expresi ACE2 v plicích za podmínek bez nádoru a s nádorem. Je zajímavé, že jsme nezjistili žádné významné rozdíly (NSD; p-hodnoty > 0,80 pro všechna srovnání) v relativní expresi mRNA ACE2 v reakci na léčbu WFA, jak bylo stanoveno pomocí dvoucestné ANOVA (obr. 1). Protože jsme pomocí qPCR nezaznamenali žádné významné rozdíly v expresi mRNA ACE2 v plicích, jedné z primárních oblastí, kde je ACE2 exprimován, nezkoumali jsme expresi ACE2 v jiných orgánech. Nedávno však bylo oznámeno, že jako vedlejší produkt infekce SARS-CoV-2 je exprese ACE2 v rámci procesu onemocnění snížena, což následně usnadňuje rozvoj multiorgánového poškození . Vzhledem k tomuto účinku jiní navrhli, že blokování vazby SARS-CoV-2 na receptor ACE2 může být výhodnější strategií boje proti viru než zvýšení exprese ACE2, a to díky jeho antagonistickému účinku na signalizaci AT1R . V souladu s tímto odůvodněním je možné, že WFA může blokovat nebo bránit COVID-19 prostřednictvím interakcí s virovým S-proteinem na základě molekulárních dokovacích studií , aniž by ovlivnil expresi ACE2 (jak je uvedeno v našich údajích), což vede ke zhoršení patologického stavu.

Vlivithaferinu A na expresi mRNA ACE2. (A) Relativní hladiny mRNA ACE2 ve vzorcích plic samic NSG myší bez nádoru a s nádorem vaječníků A2780, kterým byl podáván vehikulum nebo WFA (2 mg/kg). N = 4-5 myší na skupinu. Černé kroužky označují jednotlivé datové body. NSD = žádné významné rozdíly

.