Los investigadores han estudiado en detalle los mecanismos celulares en el inicio de la lesión pulmonar inflamatoria desencadenada por la infección SARS-CoV-2. Por consiguiente, el daño que hace necesaria la ventilación no está causado por la destrucción directa de los pulmones por la multiplicación del virus. Más bien, los procesos inflamatorios y el endotelio del pulmón están implicados de forma significativa en los cursos graves.
Durante el último año y medio, investigadores de todo el mundo han intentado comprender el COVID-19, una enfermedad causada por el coronavirus SARS-CoV-2. Hasta la fecha, casi no existen medicamentos para tratar la enfermedad. Uno de los obstáculos: La COVID-19 está causada, entre otras cosas, por una reacción errónea, a veces exuberante, del propio sistema inmunitario del organismo. Para encontrar dianas terapéuticas, es necesario comprender en detalle cómo y dónde se desencadenan exactamente los procesos adversos en el organismo. La investigación centrada en el paciente alcanza aquí sus límites, especialmente cuando se trata de investigar los mecanismos de la enfermedad en la fase inicial de la infección. El biomaterial como base para los estudios sólo suele ser accesible tras el ingreso en un hospital. En los casos leves o moderados, combinados con neumonía, no suele ser posible obtener ningún tejido de los pulmones, ya que el riesgo sería demasiado alto para los pacientes agudamente enfermos. Lo que queda es el análisis del tejido celular tras la muerte de los pacientes de COVID-19.
Utilizando las muestras disponibles de los pacientes, el equipo dirigido por el Prof. Dr. Martin Witzenrath, subdirector de la Clínica Médica especializada en Infectología y Neumología de la Charité, pudo obtener valiosa información sobre los mecanismos y el curso de la enfermedad. Además, para estudiar las zonas pulmonares que no pueden verse fácilmente en los pacientes y conocer mejor la fase inicial de la enfermedad, el equipo de investigación buscaba un modelo adecuado. En la investigación internacional del COVID-19, así como en la del SARS-CoV-1, los modelos de hámster han demostrado ser informativos. “Queríamos saber si los modelos podían utilizarse para desarrollar nuevos enfoques terapéuticos e intentamos encontrar en ellos hallazgos de muestras de pacientes”, afirma el Prof. Witzenrath. “Nos interesaban especialmente las células endoteliales del pulmón, la barrera que recubre los vasos sanguíneos. Esta pierde su función en la COVID-19 grave, lo que acaba provocando una insuficiencia pulmonar”.
Modelo animal con hámsters
En su trabajo actual, los científicos han realizado una caracterización precisa de la infección por el SRAS-CoV-2 en el modelo animal y la han respaldado con conjuntos de datos procedentes de muestras de pacientes. El análisis debería hacer que el modelo no transgénico más importante actualmente para la COVID-19, el hámster dorado, sea utilizable para el desarrollo de terapias. Los hámsters están infectados con las mismas variantes del virus que los humanos. También desarrollan síntomas similares de enfermedad, y sus pulmones se dañan cuando enferman gravemente. La COVID-19 progresa de forma diferente en cada especie. Mientras que en los hámsters dorados sólo suele tener un curso moderado, los hámsters enanos Roborovski enferman gravemente.
Mientras que el sistema inmunitario se agita en el curso de un ataque de COVID-19, el SARS-CoV-2 se multiplica inicialmente sólo de forma débil en los pulmones y en las células de las vías respiratorias. “La destrucción del tejido pulmonar en los cursos graves de COVID-19 no está causada directamente por la multiplicación del virus en las células, sino por la fuerte reacción inflamatoria”, explica el Dr. Emanuel Wyler, científico del MDC. “Esto parece ser cierto también para las células de los vasos sanguíneos, especialmente las células endoteliales de los pulmones. Reaccionan fuertemente al virus, pero no son infectados por él y no perecen”. Si la enfermedad sigue un curso grave, la obstrucción de los vasos sanguíneos y la inestabilidad de las paredes vasculares pueden provocar una insuficiencia pulmonar aguda.
Modelo para ayudar a desarrollar terapias
En la enfermedad COVID-19 moderada, en cambio, es muy improbable que el daño vascular desempeñe un papel. “Esperábamos que el endotelio fuera activado por el COVID-19. El hecho de que estas células sean al mismo tiempo el motor activo de la inflamación nos sorprendió bastante”, afirma el Prof. Witzenrath. En consecuencia, existen dos formas de atacar terapéuticamente a estas células, que son fundamentales en el curso de la enfermedad: En primer lugar, con sustancias que sellan la barrera endotelial. Por otro lado, con los que calman el endotelio. Uno de ellos ya ha sido investigado y ha demostrado su eficacia en la neumonía y la ventilación. Los fármacos antiinflamatorios contra la COVID-19 que también se están probando actualmente se dirigen a la respuesta inmunitaria como tal: también actúan sobre los monocitos y los macrófagos y ralentizan su actividad.
El modelo ahora confirmado debería contribuir al desarrollo de terapias eficaces y seguras para la COVID-19. El objetivo es reducir el número de pacientes con daños pulmonares graves. En la actualidad, el equipo de investigación multidisciplinar está analizando las reacciones de los distintos tipos de células en el hámster enano Roborovski. Los investigadores quieren averiguar por qué en este caso la infección es más grave y no se autolimita como en el caso del hámster dorado.
Fuente: Charité, MDC y Freie Universität Berlin (D)
Literatura:
- Nouailles G, Wyler E, Pennitz P, et al: Temporal omics analysis in Syrian hamsters unravel cellular effector responses to moderate COVID-19. Nat Commun 2021; 12: 4869; doi: 10.1038/s41467-021-25030-7.0.
InFo NEUMOLOGÍA Y ALERGOLOGÍA 2021; 3(3): 36
