Ilmuwan selidiki penyebab molekuler diare terkait COVID-19, ungkap potensi pengobatan
Bekerja dengan sel punca manusia yang membentuk semacam ‘usus mini dalam cawan,’ para ilmuwan mengatakan mereka telah menemukan beberapa mekanisme molekuler, untuk diare terkait COVID-19, yang menyarankan cara potensial untuk mengendalikannya.
Rincian percobaan pada model jaringan usus manusia, yang disebut enteroid, dijelaskan pada tanggal 30 Juli di Gastroenterologi dan Hepatologi Seluler dan Molekuler .
Bersamaan dengan rasa nyeri yang tidak menyenangkan, demam, sakit tenggorokan, batuk, gangguan pernapasan, dan gejala lain yang mungkin menyertai infeksi COVID-19, hingga setengah dari orang yang terinfeksi virus tersebut akan mengalami diare. Sekitar 30% dari mereka akan terus mengalami COVID jangka panjang, infeksi persisten yang ditandai dengan gejala yang melemahkan, termasuk nyeri kronis, kabut otak, sesak napas, nyeri dada, dan kelelahan hebat.
“Meskipun diare akibat COVID-19 tidak mengancam jiwa seperti kolera, diare sering kali dapat mengindikasikan kasus yang parah dan juga siapa yang akan mengalami sindrom COVID jangka panjang,” kata Mark Donowitz, MD, Profesor Emeritus Kedokteran dan Fisiologi di Sekolah Kedokteran Universitas Johns Hopkins.
Beberapa aspek diare akibat COVID-19 telah diketahui, termasuk keberadaan ACE2, enzim tempat virus menempel, dan TMPRSS2, enzim yang memungkinkan virus memasuki sel, di dalam usus. Hingga saat ini, mekanismenya belum dipahami, dan penelitian ini menghasilkan gambaran yang lebih lengkap tentang mekanisme yang dapat mengarah pada pengobatan potensial.
Dalam upaya untuk menentukan mekanisme terjadinya diare akibat COVID-19, Donowitz dan timnya menggunakan model usus manusia normal yang disebut enteroid. Dibentuk dengan merangsang sel punca manusia untuk berkembang menjadi banyak sel yang melapisi usus, enteroid membentuk satu lapisan sel dalam cawan petri yang berorientasi ke arah yang sama dengan usus normal.
Tim peneliti memaparkan enteroid ke virus SARS-CoV-2 hidup dan melihat perubahan dalam ekspresi protein dan fungsi sel usus.
Pada diare yang disebabkan oleh infeksi bakteri, virus, atau efek samping obat, terjadi perubahan pada protein pengangkut yang memindahkan molekul melintasi membran sel. Perubahan ini menghambat penyerapan natrium dan klorida serta menghasilkan sekresi klorida. Pada diare COVID-19, kedua efek tersebut terjadi, yang umum terjadi pada penyakit diare. Donowitz mengatakan bahwa, tidak seperti banyak penyakit diare di mana protein yang menjadi dasar fibrosis kistik diaktifkan, kelas protein yang berbeda, yang disebut saluran klorida yang diaktifkan kalsium, terlibat dalam sekresi klorida pada diare COVID-19.
Aspek yang tidak biasa dari diare COVID-19 adalah, sementara banyak penyakit diare disebabkan oleh efek langsung pada protein transpor atau oleh peradangan yang menyertainya, Donowitz dan timnya melihat kombinasi keduanya pada sel enteroid.
Para peneliti menyarankan bahwa peradangan yang terkait dengan diare akibat COVID-19 mungkin mirip dengan efek peradangan COVID-19 di paru-paru dan bagian tubuh lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa pengujian peran penghambat respons ini dapat menjadi cara untuk mengobati diare akibat COVID-19.
“Mekanisme pasti dari COVID jangka panjang masih menjadi misteri besar, meskipun kita sekarang tahu bahwa virus tersebut dapat bertahan di usus dalam waktu lama,” kata Donowitz. “Pertanyaan besar berikutnya adalah menentukan apa sebenarnya yang memungkinkan virus tersebut hidup di usus dan apa yang memungkinkan virus tersebut hidup dalam jangka waktu yang lama.”
Penelitian ini didukung sebagian oleh Penghargaan Dekan Durso dari Sekolah Kedokteran Universitas Johns Hopkins dan Institut Kesehatan Nasional Diabetes, Pencernaan, dan Penyakit Ginjal (RO1 DK26523, RO1 DK116352; P30DK089502).
Penulis lainnya termasuk Chung-Ming Tse, Rafiq Sarker, Ruxian Lin, Tyrus Vong, G. McNamara, Varsha Singh, Chenxu Guo, Shang JuiTsai, Andrew Karaba, Andrea Cox, Steven Gould, Olga Kovbasnjuk dan Nicholas C. Zachos dari Johns Hopkins Medicine, Jaiprasath Sachithanandhan dan Andy Pekosz dari Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, Karol Dokladny, Manmeet Rawat, Julie In, Alison Kell, dan Steven Bradfute dari University of New Mexico Health Sciences Center, dan Ivy Horwitz dan ChunYan Ye dari University of New Mexico Center for Global Health.
