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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-11272021-214323


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
QUINTINO, LARA
URN
etd-11272021-214323
Titolo
SARS-CoV-2 e cellule SGBS: un modello in vitro di tessuto adiposo per indagare le dinamiche metaboliche della malattia da Covid-19.
Dipartimento
BIOLOGIA
Corso di studi
BIOLOGIA MOLECOLARE E CELLULARE
Relatori
relatore Dott.ssa Maffei, Margherita
relatore Dott.ssa Quaranta, Paola
Parole chiave
  • Sars-Cov-2
  • adipociti
  • SGBS
Data inizio appello
14/12/2021
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
14/12/2091
Riassunto
Con il diffondersi della malattia COVID-19 tra le varie comunità umane eterogenee per background genetico e condizioni ambientali, è risultato evidente che la malattia, causata dal coronavirus SARS-CoV-2, non colpisce solo il tratto respiratorio, ma anche altri organi che subiscono danni con conseguenze inaspettate e deleterie; è inoltre emersa un’aggressività molto variabile del SARS-CoV-2 in dipendenza della tipologia di popolazione colpita.
Gli studi epidemiologici indicano, tra gli altri, una più alta incidenza di questa patologia e una peggiore prognosi nei soggetti obesi. È interessante osservare gli effetti secondari del COVID-19 si associano ad alti livelli di molecole infiammatorie, tra cui TNF-α e IL-6, due citochine molto abbondanti negli individui obesi. La molecola ACE-2 (Angiotensin-converting enzyme II), inoltre, recettore chiave per l’entrata del virus nella cellula, è abbondantemente espressa nel tessuto adiposo bianco (WAT). Non ci sono tuttavia prove dirette che dimostrino la capacità di SARS-Cov-2 di infettare gli adipociti e non sappiamo come queste cellule rispondano a questo specifica infezione virale.
Il nostro studio ha avuto lo scopo di stabilire un modello cellulare in vitro, che potesse indagare:
1. la capacità di SARS-Cov-2 di infettare gli adipociti
2. gli effetti dell’infezione sulla funzione di questo tipo cellulare.
Per questo scopo abbiamo impiegato la linea di cellule umane SGBS (Simpson-Golabi-Behmel Syndrome) che, se trattata con un opportuno cocktail ormonale, differenzia in adipociti.
Abbiamo provato, attraverso analisi di Western Blot e di Real time PCR, che queste cellule, quando differenziate, esprimono ACE-2 e siamo stati in grado di infettare gli adipociti SGBS con SARS-CoV-2, come comprovato da analisi immunologiche (western blot e immunofluorescenza) eseguite per indagare la presenza della proteina virale nucleocapside e da PCR quantitativa eseguita sul sovranatante delle cellule SGBS. ACE-2 è molto meno abbondante nelle cellule indifferenziate e l’infezione su queste non ha avuto successo.
Successivamente, abbiamo indagato gli effetti dell’infezione, che sono risultati in un’alterata dimensione delle gocciole lipidiche dell’adipocita e in un aumento dell’espressione dei geni tipici della risposta pro-infiammatoria (IL-6 e aptoglobina), come rilevato da esperimenti di PCR quantitativa.
I nostri risultati dimostrano che gli adipociti maturi possono essere bersaglio dell’infezione da SARS-CoV-2 e che questa ha impatto sulla funzione adipocitaria.
Ulteriori sviluppi di questo modello possono aggiungere importanti conoscenze per una più approfondita comprensione della progressione del COVID-19 e gli elevati rischi del suo peggioramento nell’obesità.



As COVID-19 spreads through human communities with different genetic and environmental backgrounds, resulting in variable susceptibility and clinical outcomes, it is becoming evident that this disease, caused the coronavirus SARS-CoV-2, is not limited to the respiratory system and that other organs can be affected with unexpected and silent deterioration. Epidemiological studies indicate, among others, a higher incidence of the COVID-19 disease and a much worst prognosis in obese subjects. Interesting to observe is that secondary worsening of Covid-19 is associated with high systemic inflammation including TNF-α and IL-6, two cytokines more abundant in obese people and, that angiotensin-converting enzyme 2 (ACE-2), a key receptor for SARS-CoV-2 entry into the cell, is abundantly expressed in WAT. No direct evidence demonstrating the capacity of SARS-CoV-2 to infect adipocytes has been provided and we do not know the response of this cell type to this specific viral insult. The present study aimed to establish an in vitro model to investigate: 1. SARS-CoV-2 capacity to infect adipocytes and 2. the effects of the viral insult on adipocyte function. To this end, we employed the human cell line SGBS (Simpson Golabi Behmel Syndrome) which, when treated with an appropriate hormonal cocktail, differentiates into adipocytes. We proved by western blot analysis and real-time PCR that these cells, when differentiated, express ACE-2 and consistently, we were able to infect SGBS adipocytes with SARS-CoV-2 as proved by immunodetection of the viral nucleocapside protein and real time PCR on the cells supernatant. ACE-2 was much less abundant in undifferentiated cells and infection was not successful. We next investigate the effects of the infection which resulted in the altered size of the lipid droplets and increased expression of inflammatory markers (IL-6 and Haptoglobin) as detected by quantitative real-time PCR.
Our results demonstrate that mature adipocytes can be a target of SARS-CoV-2 infection and that the virus exerts effects on cell function. Further developments of this model may add important knowledge for a more in-depth understanding of COVID-19 progression, and the elevated risk of its worsening during obesity.
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