A vitamina D (um hormônio esteroide) pode prevenir danos a múltiplos órgãos induzidos por infecção por COVID-19 * Vitamin D can prevent COVID-19 infection-induced multiple organ damage

“Hatice Aygun – autor correspondente
“Este artigo foi citado por outros artigos no PMC

“Resumo

“A vitamina D é um hormônio imunomodulador com efeito antiinflamatório e antimicrobiano com alto perfil de segurança. Muitos pacientes infectados com COVID-19 desenvolvem a síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA), que pode causar danos a múltiplos órgãos. Esses sintomas estão associados a uma síndrome de tempestade de citocinas. O objetivo desta carta é observar os 5 pontos cruciais em que a vitamina D pode ter efeitos protetores e terapêuticos contra COVID-19. Por essa razão, danos a múltiplos órgãos induzidos por infecção por COVID-19 podem ser evitados pela vitamina D.

“Para o editor,

“Estou escrevendo esta carta com o objetivo de observar que a vitamina D pode ter efeitos protetores e terapêuticos contra COVID-19.

“A doença coronavírus 2019 (COVID-19) continua a se espalhar muito rapidamente e se tornar fatal, uma vez que ainda não existe um tratamento eficaz. Por esta razão, muitos países recorrem a severas precauções de quarentena para conter a propagação e prevenir mortes.

“Sabe-se que a enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2) é o principal receptor da célula hospedeira de COVID-19. ACE2 é expresso em células alveolares do tipo II dos pulmões, enterócitos absortivos do íleo e cólon, epitélio superior e estratificado do esôfago, células do túbulo proximal do rim, células do miocárdio, células uroteliais da bexiga e células epiteliais da mucosa oral (Zou et al. 2020; Xu et al. 2020). A alta expressão de ACE2 pode ser um fator de risco potencial para as rotas de infecção de COVID-19. Como resultado da infecção por COVID-19, muitos pacientes desenvolvem a síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA), que pode causar danos a múltiplos órgãos. Esses sintomas estão associados a uma síndrome de tempestade de citocinas, que pode causar respostas das células T helper1 (Th1) desencadeadas. Muitos estudos sugeriram que altas concentrações de interleucina (IL) -1, IL-1B, IL-2, IL-6, IL-7, IL-8, IL-10, IL-12, IL-13, IL-17, fator estimulador de colônia de granulócitos (GCSF), proteína induzível de interferon-γ 10 (IP-10), proteína inflamatória de macrófagos 1-α (MIP-1α), fator de necrose tumoral-α (TNF-α), proteína quimioatrativa de monócitos 1 (MCP -1), e IFN-γ pode ser encontrado em pacientes infectados com COVID-19 (Conti et al. 2020; Chen et al. 2020a; Liu et al. 2020; Huang et al. 2020).

“A vitamina D é conhecida por desempenhar um papel crítico no sistema imunológico. O receptor da vitamina D foi expresso em vários órgãos e tecidos, incluindo coração, pulmões, rins, fígado, sistema nervoso, intestino, osso, glândula paratireóide, sistema cardiovascular e miocárdio (Prufer et al. 1999). A vitamina D (Fig. (Fig.1) 1) pode prevenir danos a múltiplos órgãos causados ​​por COVID das seguintes cinco maneiras:

1 – “A vitamina D diminui a produção de células Th1 (Cantorna e Mahon 2005; Schleithoff et al. 2006; Ardizzone et al. 2009). Assim, pode suprimir a progressão da inflamação por meio da redução da geração de citocinas inflamatórias, como IL-6, IL-8, IL-12 e IL-17 (Chastre e Fagon 2002; Society et al. 2005; Palmer et al. 2011). A vitamina D também diminui a geração de TNFα e fator nuclear-κB (NFκB) (Peterson e Heffernan 2008; Talmor et al. 2008). Além disso, 1,25 (OH) 2D, forma biológica ativa da vitamina D, inibe diretamente interferon gama (IFN-γ) e IL-2 (Provvedini et al. 1983; Tsoukas et al. 1984). A vitamina D pode reduzir a síndrome da tempestade de citocinas em pacientes com infecção grave por COVID-19 e, assim, prevenir danos a múltiplos órgãos.

  2 – “Foi demonstrado que durante a infecção viral, a forma inativa da vitamina D pode ser convertida na forma ativa pelas células epiteliais alveolares, e a expressão do gene de defesa do hospedeiro catelicidina aumenta (Hansdottir et al. 2008). As catelicidinas mostraram ter um efeito protetor contra danos pulmonares devido à hiperóxia (Jiang et al. 2020). A vitamina D pode reduzir o risco de infecção por COVID-19 induzindo a produção de catelicidina e defensinas, que reduzem a sobrevivência e a replicação dos vírus.

3 – “Em humanos com doença renal primária e secundária e em camundongos com diabetes, foi demonstrado o aumento da expressão de ACE2 (Ye et al. 2004; Lely et al. 2004). O tratamento com vitamina D demonstrou inibir a expressão de ACE2 no rim (Ali et al. 2018). 1,25- (OH) 2D3 exibiu efeito renoprotetor ao diminuir a razão ACE1 e ACE1 / ACE2 em ratos nefropáticos diabéticos induzidos por estreptozotocina (Lin et al. 2016). Em outras palavras, o tratamento com vitamina D pode suprimir a expressão de ACE2 nas células dos túbulos renais, evitando assim a entrada de COVID-19 na célula em pacientes diabéticos e protegendo o rim.

4 – “A angiotensina II (Ang II) é um hormônio peptídico natural do sistema renina-angiotensina-aldosterona. É mais conhecido por aumentar a pressão arterial por meio da estimulação da aldosterona e sua vasoconstrição sistêmica (Li et al. 2004). ACE2 catalisa diretamente Ang II, baixando assim seus níveis. A infecção por COVID-19 pode diminuir a regulação de ACE2, que por sua vez pode levar ao acúmulo excessivo de Ang II. Altos níveis de Ang II podem causar SDRA, miocardite ou lesão cardíaca (Hanff et al.  ). A renina, por outro lado, é uma enzima proteolítica e reguladora positiva da Ang II. A vitamina D é um inibidor potente da renina (Li et al.  ). Um estudo relatou que camundongos sem receptor de vitamina D tinham níveis elevados de renina e Ang II (Li et al. ) De fato, o suplemento de vitamina D demonstrou prevenir o acúmulo de Ang II e diminuir a atividade pró-inflamatória da Ang II suprimindo a liberação de renina em pacientes infectados com COVID, reduzindo assim o risco de SDRA, miocardite ou lesão cardíaca (Hanff et al.  )

       5 – “Estudos de epidemiologia relataram que a mortalidade e a gravidade da infecção pelo vírus COVID-19 estão fortemente correlacionadas com pessoas idosas e homens. Sabe-se que, principalmente em crianças, o risco de desenvolver infecção por COVID-19 é menor e os sintomas são menos graves. Um estudo recente examinou a relação entre a expressão de ACE2 nos pulmões, e camundongos de 3 meses de idade aumentaram significativamente a expressão de ACE2 quando comparados com camundongos de 24 meses (Booeshaghi e Pachter  ). Foi demonstrado que a expressão de ACE2 diminui drasticamente em ratos machos e fêmeas, e essa diminuição também é maior em ratos fêmeas em comparação com ratos machos (Xudong et al.  ). A expressão de ACE2 é geralmente maior em mulheres do que em homens e tende a reduzir com a idade (Chen et al. ) As crianças têm maior expressão da ECA do que os adultos (Beneteau-Burnat et al.  ). A alta incidência de infecção por COVID-19 em idosos e homens pode estar associada à baixa expressão de ACE2.

Versão em português do original abaixo indicado.

Hatice Ayguncorresponding author

 

Abstract

Vitamin D is an immunomodulator hormone with an anti-inflammatory and antimicrobial effect with a high safety profile. A lot of COVID-19 infected patients develop acute respiratory distress syndrome (ARDS), which may lead to multiple organ damage. These symptoms are associated with a cytokine storm syndrome. The aim of this letter is to note the 5 crucial points that vitamin D could have protective and therapeutic effects against COVID-19. For that reason, COVID-19 infection-induced multiple organ damage might be prevented by vitamin D.

Keywords: Vitamin D, Covid-19, Cytokine storm, Multiple organ damage

 

To the Editor,

I am writing this letter with an aim to note that vitamin D could have protective and therapeutic effects against COVID-19.

Coronavirus disease 2019 (COVID-19) continues to spread very quickly and become fatal, since there is no effective treatment yet. For this reason, many countries resort to harsh quarantine precautions in order to curb the spread and prevent deaths.

It has been known that angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) is the main host cell receptor of COVID-19. ACE2 is expressed in type II alveolar cells of the lungs, absorptive enterocytes from the ileum and colon, esophagus upper and stratified epithelial, kidney proximal tubule cells, myocardial cells, bladder urothelial cells, and epithelial cells of the oral mucosa (Zou et al. ; Xu et al. ). The high expression of ACE2 could be a potential risk factor for infection routes of COVID-19. As a result of COVID-19 infection, many patients develop acute respiratory distress syndrome (ARDS), which may lead to multiple organ damage. These symptoms are associated with a cytokine storm syndrome, which might cause triggered T helper1 (Th1) cell responses. Many studies suggested that high concentrations of interleukin (IL)-1, IL-1B, IL-2, IL-6, IL-7, IL-8, IL-10, IL-12, IL-13, IL-17, granulocyte colony-stimulating factor (GCSF), interferon-γ inducible protein 10 (IP-10), macrophage inflammatory protein 1-α (MIP-1α), tumor necrosis factor-α (TNF-α), monocyte chemoattractant protein 1 (MCP-1), and IFN-γ could be found in COVID-19 infected patients (Conti et al. ; Chen et al. ; Liu et al. ; Huang et al. ).

Vitamin D has been known to play a critical role in the immune system. Vitamin D receptor has been expressed in multiple organs and tissues including the heart, lungs, kidneys, liver, nervous system, intestine, bone, parathyroid gland, cardiovascular system, and myocardium (Prufer et al. ). Vitamin D (Fig. (Fig.1)1) could prevent multiple organ damage caused by COVID in the following five ways:

  1. Vitamin D decreases the production of Th1 cells (Cantorna and Mahon ; Schleithoff et al. ; Ardizzone et al. ). Thus, it can suppress the progression of inflammation through reducing the generation of inflammatory cytokines such as IL-6, IL-8, IL-12, and IL-17 (Chastre and Fagon ; Society et al. ; Palmer et al. ). Vitamin D also decreases the generation of TNFα and nuclear factor-κB (NFκB) (Peterson and Heffernan ; Talmor et al. ). Moreover, 1,25(OH)2D, biological active form of vitamin D, directly inhibits gamma interferon (IFN-γ) and IL-2 (Provvedini et al. ; Tsoukas et al. ). Vitamin D can reduce cytokine storm syndrome in patients with severe COVID-19 infection and thus prevent multiple organ damage.

  2. It was demonstrated that during viral infection, inactive vitamin D form can be converted to active form by the alveolar epithelial cells, and expression of the host defense gene cathelicidin increases (Hansdottir et al. ). Cathelicidins were shown to have a protective effect against lung damage due to hyperoxia (Jiang et al. ). Vitamin D could reduce the risk of COVID-19 infection by inducing the production of cathelicidin and defensins, which reduce the survival and replication of viruses.

  3. In human with primary and secondary kidney disease and in mice with diabetes, increased ACE2 expression was demonstrated (Ye et al. ; Lely et al. ). Vitamin D treatment was shown to inhibit ACE2 expression in the kidney (Ali et al. ). 1,25-(OH)2D3 exhibited renoprotective effect by decreasing ACE1 and ACE1/ACE2 ratio in streptozotocin-induced diabetic nephropatic rats (Lin et al. ). In other words, vitamin D treatment can suppress ACE2 expression in kidney tubule cells, thereby preventing COVID-19 entry into the cell in diabetic patients and protecting the kidney.

  4. Angiotensin II (Ang II) is a natural peptide hormone in the renin-angiotensin-aldosterone system. It is best known for increasing the blood pressure through stimulating aldosterone and its systemic vasoconstriction (Li et al. ). ACE2 directly catalyzes Ang II, thereby lowering its levels. COVID-19 infection may downregulate ACE2, which in turn could lead to excessive accumulation of Ang II. High levels of Ang II may cause ARDS, myocarditis, or cardiac injury (Hanff et al. ). Renin, on the other hand, is a proteolytic enzyme and a positive regulator of Ang II. Vitamin D is a potent inhibitor of renin (Li et al. ). A study reported that vitamin D receptor-lacking mice had elevated levels of renin and Ang II (Li et al. ). Indeed, vitamin D supplement was shown to prevent Ang II accumulation and to decrease proinflammatory activity of Ang II by suppressing the release of renin in patients infected with COVID, thus reducing the risk of ARDS, myocarditis, or cardiac injury (Hanff et al. ).

  5. Epidemiology studies reported that mortality and severity of COVID-19 virus infection are strongly correlated with older people and male. It is known that especially in children, the risk of developing COVID-19 infection is lower and symptoms are less severe. A recent study examined the relationship between ACE2 expression in the lungs, and age 3-month-old mice significantly increased ACE2 expression when compared with 24-month-old mice (Booeshaghi and Pachter ). It has been shown that ACE2 expression decreases dramatically in male and female rats, and this decrease is also higher in female rats compared with male rats (Xudong et al. ). ACE2 expression is generally higher in females than in males and tends to reduce with age (Chen et al. ). Children have higher ACE expression than adults (Beneteau-Burnat et al. ). The high incidence of COVID-19 infection in the older people and men may be associated with low ACE2 expression.

Fonte: Vitamin D can prevent COVID-19 infection-induced multiple organ damage