COVID-19 hastalarının bir kısmında gastrointestinal semptomlar (mide-bağırsak belirtileri) görülmektedir. Ancak bugüne kadar SARS-CoV-2 olarak adlandırılan yeni tip koronavirüsün, gastrointestinal sistemle ilişkisi aydınlatılamamıştı. Mayıs 2020'de Science dergisinde yayımlanan çalışmada, SARS-CoV-2'nin bağırsakları enfekte edip çoğalabildiği keşfedildi. Çalışmada, moleküler biyolojinin en önemli yeniliklerden biri olan yapay organ modelleri kullanıldı.
COVID19 hastaları özellikle solunum organları ilişkili belirtiler göstermektedir. Bunlar öksürük, nefes almada zorluk ve koku duyusu kaybı gibi belirtilerdir. SARS-CoV-2, %90'a varan oranda öksürük ve hapşırma sonucu oluşan solunum damlacıkları yoluyla yayılır. Hastaların 3'te birinde bulantı ve ishal gibi gastrointestinal (mide-bağırsak) sistem ilişkili belirtiler görülmektedir. Bunun yanı sıra, hastalarda solunum sistemi ilişkili belirtiler düzeldikten sonra virüs uzun süre boyunca inaktif formda dışkıda tespit edilebilmektedir. Bu bilgiler, virüsün solunum damlacıkları dışında temas yoluyla da yayılabildiğini göstermektedir.
Solunum ve gastrointestinal sistemdeki organlar farklı görünmesine rağmen, birtakım benzerliklere sahiptir. COVID-19 hastalığına neden olan SARS-CoV-2 virüsünün hücrelere girebileceği ACE2 reseptörünün varlığı burada belirleyicidir. Bununla birlikte, şimdiye kadar bağırsak hücrelerinin gerçekten enfekte olup olamayacağı ve virüs parçacıkları üretip üretemeyeceği (replikasyon) bilinmemekteydi.
Araştırmacılar, SARS- CoV-2 nin bağırsak hücrelerini enfekte edip etmediğini incelemek için yapay intestinal sistem organ modelleri kullanmıştır. Organoid olarak da bilinen yapay organlar ile insan vücudundaki organların çalışma sistemleri benzer şekilde dizayn edilebilmektedir. Yapay bağırsak modellerine, SARS- CoV-2 virüsü eklendiğinde, virüsün hızlı bir şekilde çoğaldığı görüldü. Elektron mikroskopu kullanılarak intestinal hücrelerin yapıları görüntülenerek, virüsün bu hücreler üzerine enfeksiyon kapasitesi incelenmiştir.
Yukarıda, SARS-CoV-2 ile enfekte olmuş bağırsak organoidlerinin elektron mikroskobu görüntüsü. Mavi ve yeşil renkler organoid yapılarını göstermektedir. Beyaz renkle SARS-CoV-2 gösterilmektedir.
Aynı zamanda intestinal hücrelerin virüse karşı tepki mekanizmaları RNA sekanslama yöntemi ile incelenmiştir. Bu yöntem, hücrelerde virüse karşı hangi genin aktif hale geldiğini göstermektedir. İnterferon ilişkili genlerin aktif hale geldiği görülmüştür. İnterferon ilişkili genler viral enfeksiyonlara karşı bağışıklık tepkisinin oluşmasında görevlidir.
Araştırmacılar organoidleri, SARS-CoV-2'nin hücrelere girebileceği daha yüksek ve daha düşük ACE2 reseptörü seviyelerine sahip hücrelerle büyüttüler. Şaşırtıcı bir şekilde, virüsün ACE2 reseptorunun hem yüksek hem de düşük seviyelerinde hücrelere bulaştığını buldular. Sonuçta, bu çalışmalar virüsün hücrelerimize girişini engellemenin yeni yollarına yol açabilir.
Peki bu çalışma bize ne ifade ediyor?
- SARS-CoV-2 nin gastrointestinal sistemde çoğalabildiği keşfedilmiştir.
- Bu çalışma, COVID-19 testlerinde sadece burun ve boğaz sürüntüleriyle sınırlı kalmayıp daha kapsamlı analizler için dışkı örneklerinin de kullanılabileceği öngörmektedir.
- SARS-CoV-2'nin biyolojisi ve yayılma prensibi açısından önemli bir çalışmadır.
