Relação entre a infecção por SARS-CoV-2 e o metabolismo de ferro

Abstract

Objetivo: Investigar possíveis alterações nos níveis das moléculas envolvidas na homeostasia de ferro após infecção por SARS-CoV-2. Métodos: O metabolismo de ferro ocorre predominantemente no fígado, células HuH-7, hepatócito derivado de carcinoma, foram usadas para verificar o efeito da infeção no modelo celular, foi infectado com SARS-CoV-2 e/ou tratado com IL-6 para mimetizar a inflamação que ocorre após a infecção. Expressão de genes envolvidos na internalização do vírus, como ECA2, TMPRSS2 e TMPRSS6, e as proteínas relacionadas ao metabolismo de ferro como hepcidina (gene HAMP), ferritina, ferroportina e receptor de transferrina (TfR) foram analisadas. Além disso, foram utilizados dados clínicos anonimizados de pacientes do repositório publicamente disponível (FAPESP COVID 19 Data Sharing/BR), usando programação Python para extração e gerenciamento de dados. Os dados incluíram teste de COVID-19, IMC, idade, sexo, ferritina sérica, ferro sérico e saturação de transferrina e as datas em que os exames foram realizados. Resultados: Em geral, a infecção com SARS-CoV-2 e/ou tratamento com IL-6 aumentou a expressão gênica de ECA2, TMPRSS2 e TMPRSS6, sugerindo que a infecção ou inflamação causada pode facilitar a entrada de mais vírus na célula. Nas mesmas condições, o aumento da hepcidina (HAMP) também foi observado. No entanto, a redução de ferritina e o aumento do TfR foram observados apenas nas células tratadas com IL-6 de maior concentração (10ng/ml) e infectadas. Na análise de dados clínicos, os níveis mais baixos de ferro estão associados à obesidade. Mas independentemente dos níveis de ferro, os níveis de ferritina estão aumentados tanto no grupo com obesidade quanto no grupo positivo para COVID-19 em mulheres, mas não em homens. Conclusão: Demonstramos que a infecção por SARS-CoV-2 pode alterar a expressão de genes importantes para a sua infecção. Além disso, também observamos a alteração nos níveis de proteínas relacionadas ao metabolismo de ferro, que por vez é um cofator importante para a sobrevivência e replicação viral. Concluímos também que tanto a COVID-19 quanto a obesidade possuem efeitos sinérgicos nos níveis de ferritina

Objective: To investigate possible changes in the levels of molecules involved in iron homeostasis after SARS-CoV-2 infection. Methods: To verify the effect of infection on the Huh-7 cell line, a hepatocellular carcinoma-derived cell line, it was infected with SARS-CoV-2 and/or treated with IL-6 to mimic the inflammation that occurs after infection. Gene expression involved in virus internalization, such as ACE2, TMPRSS2, and TMPRSS6, and proteins related to iron metabolism such as hepcidin (HAMP), ferritin, ferroportin, and transferrin receptor (TfR) were analyzed. In addition, anonymized clinical data from patients from a publicly available repository (FAPESP COVID-19 Data Sharing/BR) were used, using Python programming for data extraction and management. The data included COVID-19 testing, BMI, age, sex, serum ferritin, serum iron, and transferrin saturation and the dates the tests were performed. Results: In general, SARS-CoV-2 infection and/or IL-6 treatment increased the gene expression of ACE2, TMPRSS2, and TMPRSS6, suggesting that infection or inflammation may facilitate the entry of more virus into the cell. Under the same conditions, an increase in hepcidin (HAMP) was also observed. However, a reduction in ferritin and an increase in TfR were observed only in cells treated with higher concentration (10ng/ml) of IL-6 and infected. In the analysis of clinical data, lower iron levels were associated with obesity. Regardless of iron levels, ferritin levels were increased in both the obesity and COVID-19 positive groups in women but not in men. Conclusion: We demonstrated that SARS-CoV-2 infection can affect the expression of genes important for its infection. We also observed changes in protein levels related to iron metabolism, which in turn is an important cofactor for viral survival and replication. We also concluded that both COVID-19 and obesity have synergistic effects on ferritin levels