SARS-CoV-2'nin K18-hACE2 transgenik fare midesine etkisinin ışık ve elektron mikroskobu düzeyinde araştırılması
Investigation of the effect of SARS-CoV-2 on K18-hACE2 transgenic mice stomach by light and electron microscopy
Yazar: ERVA SEVİÇ YILMAZ
Danışman: PROF. DR. SEYHUN SOLAKOĞLU ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF KERVANCIOĞLU DEMİRCİ
İstanbul Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology

Özet:
Giriş: 2019'da pandemi başlatarak kitlesel ölümlere neden olan SARS-CoV-2'nin, çeşitli organlarda varlığı ve yaptığı hasarlar literatürde gösterilmiştir. Bu çalışmada amacımız, virüsün sindirim sisteminde özellikle mide duvarındaki etkisini araştırmaktır.
Gereç ve yöntem: İnsan ACE2 reseptörü eksprese eden K18-hACE2 transgenik farelerden, kontrol grubu (n=10) ve insandan izole edilmiş SARS-CoV-2 inhale ettirilmiş SARS-CoV-2 (n=10) grubu olmak üzere iki grup oluşturuldu. Enfeksiyon sonrası 8.günde, akut dönemde farelerin mideleri diseksiyonla çıkartılarak mikroskobik incelemeler için tespit edildi. Parafin kesitler, histokimyasal ve immünohistokimyasal yöntemlerle histopatolojik inceleme, apoptoz, piroptoz, nektroptoz, SARS-CoV-2 ve Galektin-3 değerlendirmesi için ışık mikroskobunda; epon ince kesitler, geçirimli elektron mikroskobunda incelenerek değerlendirildi.
Bulgular: Işık mikroskobik incelemelerde, SARS-CoV-2 grubunda mide bez epitelinde dökülme, doku genelinde hasar ve hasarlı alanlarda nötral ve asidik müsinlerin kaybı, bazı alanlarda apoptoz ve piroptoz artışı ile Galektin-3 ekspresyonunda azalma gözlenmiştir. Nekroptoz, gruplar arası anlamlı fark göstermemiştir. Subepitelyal lenfositten zengin hücre infiltrasyonu ve ödem görülmüştür. Tunika muskulariste longitudinal ve sirküler uzanım gösteren kas gruplarında vakuolizasyona saptanmıştır. Elektron mikroskobik incelemede, parietal hücrelerin belirgin şekilde etkilendiği ve parietal hücrelerin sitoplazmasında virüs benzeri yapıların olduğu görülmüştür. Enteroendokrin hücrelerde aktivite artışı saptanmıştır. SARS-CoV-2 grubunda mide mukozasında görülen hasar, kontrol grubuna kıyasla istatistiksel olarak anlamlı farklı bulunmuştur (p<0,0001). 
Sonuçlar: SARS-CoV-2'nin mide duvarında hasara ve hafif inflamasyona yol açtığı, özellikle tunika mukozada bez epitelini ve parietal hücreleri etkilediği görülmüştür. Doku hasarıyla birlikte ortaya çıkan fonksiyon bozukluğu, asidik dengenin ve koruyucu bariyerlerin kaybı; midede sekonder etkenlere yatkınlık oluşturabilir. Galektin-3'ün bu süreçte azalması; dokunun, hasara açık hale gelmesine sebep olabilir. Uzun dönem hasarın açığa kavuşturulması için farklı çalışmalara ihtiyaç vardır.
Anahtar Kelimeler: apoptoz, galektin-3, gastrik mukoza, mide, piroptoz, SARS-CoV-2, transgenik fareler

Abstract:
Objective: SARS-CoV-2 started a pandemic in 2019 and caused mass deaths. Its presence and damages has been shown in various organs in the literature. In this study, we aimed to investigate the effect of the virus in the digestive system, especially to the stomach wall.
Materials and methods: Two groups were formed from human ACE2 receptor expressing K18-hACE2 transgenic mice as control group (n=10) and SARS-CoV-2 (n=10) group inhaled SARS-CoV-2 isolated from human. On the 8th day postinfection, the stomachs of mice in the acute phase were dissected and fixed for microscopic examinations. Paraffin sections were examined by histochemical and immunohistochemical methods for histopathologic examination, apoptosis, pyroptosis, nectroptosis, SARS-CoV-2 and Galectin-3 evaluation under light microscope and epon thin sections were examined under transmission electron microscope.
Results: Light microscopic examinations revealed gastric glandular epithelial shedding, widespread tissue damage and loss of neutral and acidic mucins in damaged areas, increased apoptosis and pyroptosis in some areas and decreased galectin-3 expression in the SARS-CoV-2 group. There was no significant difference regarding necroptosis between the groups. Subepithelial lymphocyte-rich cell infiltration and edema were observed. Vacuolization was detected in longitudinal and circular muscles in the tunica muscularis. Electron microscopic examination showed that parietal cells were markedly affected, and virus-like particles were observed in the cytoplasm of parietal cells. Increased activity was detected in enteroendocrine cells. The gastric mucosal damage in the SARS-CoV-2 group was found to be statistically different compared to the control group (p<0.0001). 
Conclusions: SARS-CoV-2 caused damage and mild inflammation on the gastric wall, especially affecting the glandular epithelium and parietal cells in the tunica mucosa. Dysfunction resulting from tissue damage, loss of gastric acidity and protective barriers may predispose the stomach to secondary infections. The reduction of galectin-3 in this process may cause the tissue to become vulnerable to damage. Different studies are needed to clarify the long-term damage.
Keywords: apoptosis, galectin-3, gastric mucosa, pyroptosis, SARS-CoV-2, stomach, transgenic mice