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Gut microbiome and diet in populations with obesity: Role of the Na+/K+‐ATPase transporter signaling in severe COVID‐19

Artigo de periódico
Gut microbiome and diet in populations with obesity: Role of the Na+/K+‐ATPase transporter signaling in severe COVID‐19
2022
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Publication sheet

Nome da publicação: Gut microbiome and diet in populations with obesity: Role of the Na+/K+‐ATPase transporter signaling in severe COVID‐19

Authors: Zeid J. Khitan, Khew‐Voon Chin, Komal Sodhi, Murad Kheetan, Ahlim Alsanani, Joseph I. Shapiro

Source: Obesity

Published in: 2022

File type: Artigo de periódico

Link to the original

Summary

Objective The triad of obesity, a high-protein diet from animal sources, and disturbed gut microbiota have been linked to poor clinical outcomes in patients with COVID-19. In this report, the effect of oxidative stress resulting from the Na+/K+-ATPase transporter signaling cascade is explored as a driver of this poor clinical outcome. Methods Protein–protein interactions with the SARS-CoV-2 proteome were identified from the interactome data for Na+/K+-transporting ATPase subunit α-1 (ATP1A1), epidermal growth factor receptor, and ERB-B2 receptor tyrosine kinase 2, using the curated data from the BioGRID Database of Protein Interactions. Data for the gene expression pattern of inflammatory response were from the Gene Expression Omnibus database for cardiomyocytes post SARS-CoV-2 infection (number GSE151879). Results The ATP1A1 subunit of the Na+/K+-ATPase transporter is targeted by multiple SARS-CoV-2 proteins. Furthermore, receptor proteins associated with inflammatory response, including epidermal growth factor receptor and ERB-B2 receptor tyrosine kinase 2 (which interact with ATP1A1), are also targeted by some SARS-CoV-2 proteins. This heightened interaction likely triggers a cytokine release that increases the severity of the viral infection in individuals with obesity. Conclusions The similarities between the effects of SARS-CoV-2 proteins and indoxyl sulphate on the Na+/K+-ATPase transporter signaling cascade suggest the possibility of an augmentation of gene changes seen with COVID-19 infection that can result in a hyperinduction of cytokine release in individuals with obesity.

Summary translated by

Objetivo A tríade obesidade, dieta rica em proteínas de origem animal e microbiota intestinal perturbada tem sido associada a resultados clínicos desfavoráveis ​​em pacientes com COVID-19. Neste relatório, o efeito do estresse oxidativo resultante da cascata de sinalização do transportador Na+/K+-ATPase é explorado como um impulsionador deste mau resultado clínico. Métodos As interações proteína-proteína com o proteoma SARS-CoV-2 foram identificadas a partir dos dados do interactoma para a subunidade α-1 da ATPase transportadora de Na+/K+ (ATP1A1), receptor do fator de crescimento epidérmico e receptor tirosina quinase 2 de ERB-B2, usando o dados selecionados do banco de dados BioGRID de interações de proteínas. Os dados para o padrão de expressão gênica da resposta inflamatória foram provenientes do banco de dados Gene Expression Omnibus para cardiomiócitos pós-infecção por SARS-CoV-2 (número GSE151879). Resultados A subunidade ATP1A1 do transportador Na+/K+-ATPase é alvo de múltiplas proteínas SARS-CoV-2. Além disso, as proteínas receptoras associadas à resposta inflamatória, incluindo o receptor do factor de crescimento epidérmico e o receptor tirosina quinase 2 ERB-B2 (que interagem com o ATP1A1), também são alvo de algumas proteínas do SARS-CoV-2. Essa interação intensificada provavelmente desencadeia a liberação de citocinas que aumenta a gravidade da infecção viral em indivíduos com obesidade. Conclusões As semelhanças entre os efeitos das proteínas SARS-CoV-2 e do sulfato de indoxil na cascata de sinalização do transportador Na+/K+-ATPase sugerem a possibilidade de um aumento das alterações genéticas observadas na infecção por COVID-19 que pode resultar em uma hiperindução da liberação de citocinas em indivíduos com obesidade.