Impacto dos Níveis de Ferro nos Resultados da COVID-19
Analisando como a deficiência e o excesso de ferro afetam a gravidade da COVID-19 e a resposta imunológica.
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Um vírus chamado SARS-CoV-2 causa uma doença conhecida como COVID-19. Essa doença levou a um surto mundial, afetando cerca de 775 milhões de pessoas e resultando em cerca de 7 milhões de mortes. A COVID-19 pode causar problemas de saúde graves, incluindo uma resposta imunológica forte que pode prejudicar o corpo e uma condição pulmonar séria conhecida como síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA). Vários problemas de saúde que as pessoas têm antes de pegar COVID-19, conhecidos como comorbidades, podem piorar a doença. Pesquisas recentes sugerem que ter muito pouco ou muito Ferro no corpo pode influenciar como alguém fica doente com COVID-19.
O Papel do Ferro na Saúde
O ferro é importante para várias funções no corpo. Ele está envolvido no funcionamento do nosso sistema imunológico e ajuda a combater a inflamação. A quantidade de ferro em diferentes partes do corpo é controlada por vários processos. Estudos mostraram que ser infectado pelo vírus SARS-CoV-2 pode bagunçar o equilíbrio de ferro do corpo e afetar os marcadores usados para medir os níveis de ferro. Esse problema não é só uma questão da COVID-19; muitas infecções também afetam os níveis de ferro, o que torna difícil saber o status real de ferro de uma pessoa quando ela está doente.
Determinar os níveis de ferro em pacientes com COVID-19 pode ser complicado. As pessoas geralmente vão ao médico depois de já estarem doentes, o que dificulta saber o status de ferro delas antes de ficarem doentes. A deficiência de ferro, que ocorre quando o corpo não tem ferro suficiente, é um problema comum e pode levar a várias questões de saúde, especialmente anemia. Aqueles que têm anemia antes de serem hospitalizados por COVID-19 podem enfrentar um risco maior de morte. Isso pode ser porque o vírus pode piorar a anemia. Globalmente, metade dos casos de anemia é devido à falta de ferro na alimentação. No entanto, outras condições, como beta-talassemia e doença falciforme, assim como infecções como malária, também podem causar anemia.
Ainda rolando debate sobre se a anemia causada pela falta de ferro, ou as condições que causam a anemia, levam diretamente a piores resultados na COVID-19. Além disso, níveis irregulares de ferro no corpo estão ligados a sintomas de COVID de longa duração. Mas, é difícil dizer se os problemas com os níveis de ferro são resultado de infecções severas de COVID-19 ou se contribuem para problemas contínuos após a Infecção.
Alguns estudos sugeriram que ter ferro demais também pode levar a piores sintomas nos casos de COVID-19. Pesquisas com camundongos mostraram que aqueles com altos níveis de ferro tiveram mudanças em certos sinais imunológicos. Ter muito ferro pode vir de condições como hemocromatose hereditária ou de comer demais alimentos ricos em ferro ou suplementos. Mas, ainda não tá claro como ter altos níveis de ferro afeta a gravidade da COVID-19.
Visão Geral do Estudo
Neste estudo, os pesquisadores usaram camundongos para investigar como ter pouco ou muito ferro afeta a COVID-19. Os camundongos foram divididos em grupos que tinham uma dieta normal, uma dieta com falta de ferro ou uma dieta com excesso de ferro por várias semanas. Depois disso, todos os grupos foram infectados com o vírus SARS-CoV-2. Os cientistas analisaram como as diferentes dietas impactavam a capacidade do vírus de se replicar e causar inflamação nos pulmões.
Os camundongos que estavam em uma dieta deficiente em ferro mostraram crescimento mais lento em comparação com aqueles em uma dieta normal antes de serem infectados. No entanto, a infecção não afetou significativamente o peso deles. Ao analisar os tecidos pulmonares em busca de evidências do vírus, não foram encontradas grandes diferenças entre o grupo com baixo ferro e o grupo controle. Os pesquisadores também observaram que, embora houvesse mudanças na reação das células imunológicas, a saúde geral dos pulmões não piorou significativamente devido à dieta.
Os Efeitos de uma Dieta Deficiente em Ferro
Os camundongos que estavam em uma dieta baixa em ferro por sete semanas apresentaram menos sintomas relacionados ao vírus. Eles pesavam menos do que os camundongos controle, o que era esperado devido à dieta deficiente em ferro. Apesar do peso menor, amostras de tecido pulmonar não mostraram diferenças significativas nos níveis virais em comparação com o grupo controle. No entanto, a quantidade de vírus encontrada na área nasal deles era de fato menor, sugerindo que a falta de ferro pode ter um efeito menor na replicação viral na via respiratória superior.
Os pesquisadores então examinaram amostras dos pulmões em busca de sinais de danos. Eles realizaram análises histológicas, que permitem aos cientistas observar tecidos sob um microscópio, e não encontraram diferenças significativas na quantidade de dano pulmonar entre camundongos deficientes em ferro e os controle. Isso significava que ter baixo ferro não piorou a saúde dos pulmões deles durante a infecção.
Usando uma análise detalhada da expressão gênica, o estudo revelou que a deficiência de ferro levou a apenas pequenas mudanças na atividade gênica nos pulmões. Algumas dessas mudanças na atividade gênica estavam ligadas à resposta imunológica do corpo, mas no geral, os efeitos não foram substanciais. Camundongos deficientes em ferro tiveram alguns sinais de aumento nos sinais imunológicos, mas novamente, essas mudanças não levaram a diferenças notáveis na saúde pulmonar.
Os Efeitos de uma Dieta com Excesso de Ferro
Métodos semelhantes foram aplicados a camundongos em uma dieta de sobrecarga de ferro. Esses camundongos apresentaram pesos corporais levemente menores em comparação com o grupo controle, mas mostraram uma pequena diminuição na quantidade de vírus presente em seus pulmões dois dias após a infecção. Embora a redução não tenha sido dramática, sugeriu que altos níveis de ferro poderiam ter um leve efeito protetor contra a COVID-19, embora mais pesquisas sejam necessárias para confirmar isso.
Os pesquisadores também usaram métodos histológicos nos pulmões desses camundongos, mas os resultados mostraram menos danos pulmonares em comparação com os camundongos controle, o que se alinhou com a menor quantidade de vírus encontrada em seus pulmões. Assim, ter altos níveis de ferro pode ajudar a limitar a capacidade do vírus de se replicar nos pulmões.
Ao examinar a expressão gênica nesses pulmões, apenas um gene mostrou uma mudança significativa. Essa falta de mudanças substanciais nos genes limita as conclusões que podem ser tiradas sobre as respostas imunológicas no contexto de excesso de ferro. Análises posteriores mostraram que, embora alguns tipos de células imunológicas estivessem alteradas, essas mudanças não levaram a uma compreensão clara de como a sobrecarga de ferro influencia a saúde pulmonar durante a COVID-19.
Perspectivas da Resposta Imunológica
Uma análise mais profunda das respostas imunológicas dos camundongos revelou padrões interessantes. Tanto os camundongos com deficiência de ferro quanto os sobrecarregados de ferro mostraram mudanças notáveis em tipos de células imunológicas em seus pulmões. Para o grupo com deficiência de ferro, parecia haver um aumento em células específicas que poderiam ajudar a combater a infecção. No entanto, eles também careciam de alguns tipos de células importantes necessárias para uma resposta imunológica completa.
No grupo sobrecarregado de ferro, havia menos células dendríticas, que desempenham um papel crítico na ativação do sistema imunológico. Essa descoberta implica que ter ferro em excesso pode dificultar a capacidade do sistema imunológico de responder de forma eficaz às infecções. Essas mudanças nas populações de células imunológicas refletem a complexidade de como os níveis de ferro podem afetar as respostas imunológicas, levando a uma variedade de resultados potenciais durante a COVID-19.
Conclusão
O estudo que explorou como baixos e altos níveis de ferro no corpo impactam a COVID-19 não mostrou piora significativa dos danos pulmonares devido a variações na dieta. Embora tanto a deficiência quanto o excesso de ferro parecessem influenciar a resposta imunológica, a capacidade geral do corpo de controlar o vírus não pareceu comprometida severamente.
Entender como os níveis de ferro afetam os resultados da COVID-19 é importante, pois isso pode ajudar a informar estratégias de tratamento ou recomendações para pessoas em risco. Isso destaca a necessidade de mais estudos abrangentes sobre como o status do ferro interage com várias condições de saúde e influencia a imunidade em infecções como a COVID-19.
Em resumo, enquanto este estudo forneceu insights valiosos, ele também destacou a necessidade de mais pesquisas para desvendar o papel complexo do ferro na saúde e na doença, especialmente diante de ameaças virais contínuas.
Título: The effects of iron deficient and high iron diets on SARS-CoV-2 lung infection and disease
Resumo: The severity of Coronavirus disease 2019 (COVID-19) caused by the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is often dictated by a range of comorbidities. A considerable literature suggests iron deficiency and iron overload may contribute to increased infection, inflammation and disease severity, although direct causal relationships have been difficult to establish. Here we generate iron deficient and iron loaded C57BL/6J mice by feeding low and high iron diets, with mice on a normal iron diet representing controls. All mice were infected with a primary omicron XXB SARS-CoV-2 isolate and lung inflammatory responses were analyzed by histology, immunohistochemistry and RNA-Seq. Compared with controls, iron deficient mice showed no significant changes in lung viral loads or histopathology, whereas, iron loaded mice showed slightly, but significantly, reduced lung viral loads and histopathology. Transcriptional changes were modest, but illustrated widespread dysregulation of inflammation signatures for both iron deficient vs. controls, and iron loaded vs. controls. Some of these changes could be associated with detrimental outcomes, whereas others would be viewed as beneficial. Diet-associated iron deficiency or overload thus induced modest modulations of inflammatory signatures, but no significant histopathologically detectable disease exacerbations. Author summaryA diet deficient in iron can lead to anemia, a widespread problem worldwide. A diet with excessive iron is less common, but can be associated with excessive consumption of iron supplements. We investigate herein using a mouse model, whether low or high iron diets predispose to detrimental outcomes in the lungs after infection with SARS-CoV-2. A considerable literature suggests iron dysregulation would promote infection and inflammation. However, we found, although inflammatory responses showed modest modulations, viral loads were unaffected or slightly reduced, and lung histopathology was either unaffected or indicated slightly less severe disease. These findings do not support a view that low or high iron diets represent comorbidities predisposing to overt detrimental outcomes for acute COVID-19 lung disease.
Autores: Andreas Suhrbier, A. Carolin, D. Frazer, K. Yan, C. R. Bishop, B. Tang, W. Nguyen, S. L. Helman, J. Horvat, T. Larcher, D. J. Rawle
Última atualização: 2024-05-29 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.29.596393
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.29.596393.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
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Ligações de referência
- https://www.klinikum.uni-heidelberg.de/zentrum-fuer-infektiologie/molecular-virology/welcome/downloads
- https://github.com/Nanostring-Biostats/CellProfileLibrary/blob/master/Mouse/Adult/Lung_MCA.RData
- https://github.com/Nanostring-Biostats/CellProfileLibrary/blob/master/Mouse/Adult/ImmuneAtlas_ImmGen_cellFamily.R