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ASSOCIATION BETWEEN ACE2 AND TMPRSS2 NASOPHARYNGEAL EXPRESSION AND COVID-19 RESPIRATORY DISTRESS
Rossi, Átila Duque et al. | Date Issued: 2021
Author
Rossi, Átila Duque
Araújo, João Locke Ferreira de
Almeida, Tailah Bernardo de
Ribeiro-Alves, Marcelo
Velozo, Camila de Almeida
Almeida, Jéssica Maciel de
Leitão, Isabela de Carvalho
Ferreira, Sâmila Natiane
Oliveira, Jéssica da Silva
Alves, Hugo José
Scheid, Helena Toledo
Faffe, Débora Souza
Galliez, Rafael Mello
Ávila, Renata Eliane de
Resende, Gustavo Gomes
Teixeira, Mauro Martins
Ferreira Júnior, Orlando da Costa
Castiñeiras, Terezinha Marta P. P.
Souza, Renan Pedra
Tanuri, Amilcar
Aguiar, Renato Santana de
Barroso, Shana Priscila Coutinho
Cardoso, Cynthia Chester
COVID-19 UFRJ Workgroup
Affilliation
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Virologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Genética, Ecologia e Evolução. Laboratório de Biologia Integrativa. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Marinha do Brasil. Instituto de Estudos do Mar Almirante Paulo Moreira. Arraial do Cabo, RJ, Brasil.
Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Infectologia Evandro Chagas. Laboratório de Pesquisa Clínica em DST/AIDS. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Virologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Virologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biofísica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Marinha do Brasil. Hospital Naval Marcílio Dias. Instituto de Pesquisas Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Marinha do Brasil. Hospital Naval Marcílio Dias. Instituto de Pesquisas Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Genética, Ecologia e Evolução. Laboratório de Biologia Integrativa. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Faculdade de Medicina. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biofísica. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Faculdade de Medicina. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Hospital Eduardo de Menezes. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Hospital das Clínicas. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Bioquímica e Imunologia. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Virologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Faculdade de Medicina. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Genética, Ecologia e Evolução. Laboratório de Biologia Integrativa. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Virologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal de Minas Gerais. Instituto de Ciências Biológicas. Departamento de Genética, Ecologia e Evolução. Laboratório de Biologia Integrativa. Belo Horizonte, MG, Brasil.
Marinha do Brasil. Hospital Naval Marcílio Dias. Instituto de Pesquisas Biomédicas. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Biologia. Departamento de Genética. Laboratório de Virologia Molecular. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.
Abstract
ACE2 and TMPRSS2 are key players on SARS-CoV-2 entry into host cells. However, it is still unclear whether expression levels of these factors could reflect disease severity. Here, a case-control study was conducted with 213 SARS-CoV-2 positive individuals where cases were defined as COVID-19 patients with respiratory distress requiring oxygen support (N = 38) and controls were those with mild to moderate symptoms of the disease who did not need oxygen therapy along the entire clinical course (N = 175). ACE2 and TMPRSS2 mRNA levels were evaluated in nasopharyngeal swab samples by RT-qPCR and logistic regression analyzes were applied to estimate associations with respiratory outcomes. ACE2 and TMPRSS2 levels positively correlated with age, which was also strongly associated with respiratory distress. Increased nasopharyngeal ACE2 levels showed a protective effect against this outcome (adjOR = 0.30; 95% CI 0.09-0.91), while TMPRSS2/ACE2 ratio was associated with risk (adjOR = 4.28; 95% CI 1.36-13.48). On stepwise regression, TMPRSS2/ACE2 ratio outperformed ACE2 to model COVID-19 severity. When nasopharyngeal swabs were compared to bronchoalveolar lavages in an independent cohort of COVID-19 patients under mechanical ventilation, similar expression levels of these genes were observed. These data suggest nasopharyngeal TMPRSS2/ACE2 as a promising candidate for further prediction models on COVID-19.
Keywords
SARS-CoV-2
Virology
Viral infection
Gene expression
Infectious diseases
Respiratory tract diseases
Epidemiology
Transcription
 
Publisher
Nature
Citation
ROSSI, Átila Duque et al. Association between ACE2 and TMPRSS2 nasopharyngeal expression and COVID-19 respiratory distress. Scientific Reports v. 11, n. 1, p. 1-9, 2021.
DOI
10.1038/s41598-021-88944-8
ISSN
2045-2322