Editor: Hisnindarsyah Dr dr Mkes MH
Angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) adalah enzim yang menempel pada permukaan luar (membran) sel-sel di beberapa organ.
Bisa di paru-paru, arteri, jantung, ginjal, dan usus.
Kerja ACE2 mengkatalisis angiotensin II (suatu vasokonstriktor peptida) menjadi angiotensin 1-7 (suatu vasodilator).
ACE2 melawan aktivitas enzim angiotensin converting enzyme (ACE) dengan mengurangi jumlah angiotensin-II dan meningkatkan Angiotensin (1-7) (1).
Angiotensin (1-7) bekerja pada reseptornya dan memberikan efek vasodilatasi. Dengan demikian, enzim ACE dan ACE2 bekerja secara berlawanan dalam pengaturan tekanan darah.
Jalur metabolisme yang menggambarkan peran ACE dan ACE2 dapat dilihat pada
Gambar 1.
Jalur metabolisme angiotensin menjadi Angiotensin II dan Angiotensin (1-7) yang melibatkan ACE dan ACE2 (1)
ACE2 merupakan protein membran tipe I yang menembus membrane sebanyak sekali (single transmembrane), dengan bagian yang aktif secara enzimatik berada pada permukaan sel di paru-paru dan jaringan lain.
Bagian ekstrasel ACE2 dapat dipotong dari bagian trans-membrannya oleh enzim lain yang dikenal dengan nama sheddase, membentuk protein yang larut dan akan masuk ke pembuluh darah untuk kemudian diekskresikan melalui urin (2).
Hubungan ACE2 dengan SARS-CoV2
Dari kejadian epidemi SARS pada tahun 2002-2003, para peneliti telah menemukan bahwa virus SARS-CoV (penyebab SARS) dapat masuk ke dalam sel inangnya dengan berikatan dengan ACE2 sebagai reseptornya (3).
Protein spike (yang berbentuk seperti paku-paku yang menancap pada permukaan) virus SARS-CoV memiliki afinitas ikatan yang kuat dengan ACE2 manusia berdasarkan studi interaksi biokimia dan analisis struktur kristal (4).
Ikatan dengan reseptor ACE2 inilah yang akan membantu virus SARS-CoV masuk ke dalam sel inangnya. Jika dibandingkan, ternyata protein spike SARS-CoV2 (atau virus Covid-19) memiliki 76,5% kesamaan sekuen asam amino dengan SARS-CoV (5).
Dan protein spike mereka benar-benar homolog. Artinya kedua coronavirus ini memiliki cara yang sama untuk menginfeksi sel inangnya.
Yang lebih menarik adalah penemuan bahwa nampaknya virus SARS-CoV-2 dapat mengenali reseptor ACE2 manusia secara lebih efisien dari pada SARS-CoV, yang menyebabkan lebih tingginya kemampuan SARS-CoV2 untuk menular dari manusia ke manusia (6).
Hal ini dibuktikan dengan sangat mudahnya virus Covid-19 ini menyebar ke seluruh dunia sampai menyebabkan pandemik dibandingkan SARS-CoV. Adapun adanya ekspresi ACE2 yang berlebihan pada manusia akan meningkatkan keparahan dari penyakit infeksi Covid-19.
Mengapa gejala COVID-19 pada paru-paru dan saluran cerna?
Menggunakan jaringan paru normal dari 8 orang donor dewasa, Zhao et al (2020) menjumpai bahwa 83% sel yang mengekspresikan ACE2 adalah sel epitel alveolus tipe II (alveolar epithelial type II/AECII) yang membuat sel-sel ini seperti menjadi reservoir virus (7).
Hal ini menjelaskan mengapa gejala COVID-19 adalah pada saluran nafas dan paru-paru menjadi organ yang paling rentan terdampak virus.
Selain itu diketahui juga adalah bahwa protein ACE2 juga terekspresi tinggi pada sel-sel epithelial usus, yang berfungsi sebagai co-receptor bagi masuknya nutrient ke dalam usus, terutama adalah asam amino dari makanan (8).
Hal ini juga menjelaskan mengapa gejala COVID-19 tidak hanya terjadi pada saluran pernafasan, tetapi juga saluran cerna.
Banyak pasien yang mengalami gangguan saluran cerna seperti diare, sakit perut, dll, sebelum akhirnya terbukti positif COVID-19.
Selain itu, reseptor ACE2 juga dijumpai pada sel-sel di luar paru yaitu pada jantung, ginjal, endothelium (9). Adanya ekspresi ACE2 di berbagai organ lain ini berkontribusi terhadap kejadian disfungsi multi organ (multi-organ dysfunction) yang sering dijumpai pada pasien COVID-19 yang parah.
Referensi.
Referensi
1.Chappell CM, Marshall AC, Alzayadneh EM, Shaltout HA, Diz DI, 2014, Update on the angiotensin converting enzyme 2-angiotensin (1–7)-Mas receptor axis: fetal programing, sex differences, and intracellular pathways, Frontiers in Endocrinology, 4: (1-13)
2.Patel VB, Clarke N, Wang Z, Fan D, Parajuli N, Basu R, et al. (2014). Angiotensin II induced proteolytic cleavage of myocardial ACE2 is mediated by TACE/ADAM-17: a positive feedback mechanism in the RAS. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 66: 167–7610.
3. Du, L., He, Y., Zhou, Y. et al. The spike protein of SARS-CoV — a target for vaccine and therapeutic development. (2009) Nat Rev Microbiol 7, 226–236 https://doi.org/10.1038/nrmicro2090
4. Li F, Li W, Farzan M, Harrison SC (2005) Structure of SARS coronavirus Spike receptor-binding domain complexed with receptor. Science 309:1864–1868
5. Xu X, Chen P, Wang J, Feng J, Zhou H, Li X, Zhong W, Hao P (2020) Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its Spike protein for risk of human transmission. Sci China Life Sci. https ://doi.org/10.1007/s1142 7-020-1637-
5. Wan Y, Shang J, Graham R, Baric RS, Li F (2020) Receptor recognition by novel coronavirus from Wuhan: an analysis based on decade-long structural studies of SARS. J Virol. https://doi.org/10.1128/jvi.00127-20
6. Zhao Y, Zhao Z, Wang Y, Zhou Y, Ma Y, Zuo W (2020) Single-cell RNA expression profling of ACE2, the putative receptor of Wuhan COVID-19. https://doi.org/10.1101/2020.01.26.919985
7. Hashimoto T, Perlot T, Rehman A, Trichereau J, Ishiguro H, Paolino M, Sigl V, Hanada T, Hanada R, Lipinski S, Wild B, Camargo SM, Singer D, Richter A, Kuba K, Fukamizu A, Schreiber S, Clevers H, Verrey F, Rosenstiel P, Penninger JM (2012) ACE2 links amino acid malnutrition to microbial ecology and intestinal infammation. Nature 487(7408):477–481
8. Ding Y, He L, Zhang Q, Huang Z, Che X, Hou J, Wang H, Shen H, Qiu L, Li Z, Geng J, Cai J, Han J, Li X, Kang W, Weng D, Liang P, Jiang S (2004) Organ distribution of severe acute respiratory syndrome (SARS) associated coronavirus (SARS-CoV) in SARS patients: implications for pathogenesis and virus transmission pathways. J Pathol 203:622–630
9.
https://www.cell.com/pb-assets/products/coronavirus/CELL_CELL-D-20-00739.pdf
10. Vincent MJ, Bergeron E, Benjannet S, Erickson BR, Rollin PE, Ksiazek TG, Seidah NG, Nichol ST. , 2006, Virol J. 2005 Aug 22;2:69.
Post a Comment