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El descubrimiento del mecanismo inmune involucrado en el Covid-19 abre el camino para nuevo tratamiento

Publicado em 22 junho 2020

Por Karina Toledo | Agência FAPESP

Un estudio del Centro de Investigación en Enfermedades Inflamatorias de la USP indica que un fármaco usado actualmente contra la fibrosis cística puede ayudar a prevenir complicaciones de la infección por el nuevo coronavirus

Pacientes con la forma grave de Covid-19 desarrollan una respuesta inflamatoria descontrolada y dañina para el organismo, muy similar a la observada en casos de sepsis. Experimentos conducidos en el Centro de Investigación en Enfermedades Inflamatorias (CRID por su sigla en portugués) de la Universidad de San Pablo (USP) comprueban que, en esas dos enfermedades, está involucrado el mismo mecanismo inmune.

Detallado en un artículo publicado en la plataforma medRxiv, aún sin revisión por pares, el descubrimiento allana el camino para nuevos enfoques terapéuticos, incluido el reposicionamiento de un medicamento utilizado hoy en día contra la fibrosis quística, cuyo ingrediente activo es una enzima llamada DNase, para el tratamiento de la infección por el nuevo coronavirus (SARS-CoV-2).

"En las pruebas in vitro, realizadas con el plasma sanguíneo de pacientes hospitalizados con COVID-19 grave, se demostró que la DNase es capaz de desactivar este mecanismo inmune que puede causar lesiones en los órganos vitales. Ahora estamos evaluando con el laboratorio farmacéutico que produce el medicamento la posibilidad de comenzar un ensayo clínico”, dice Fernando de Queiroz Cunha, coordinador del CRID, un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) financiado por FAPESP en la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP-USP).

Aunque se conoce como una infección generalizada, la sepsis es en realidad una inflamación sistémica generalmente desencadenada por una infección bacteriana localizada que se ha descontrolado. En un intento de combatir los patógenos, el sistema inmunitario termina dañando al organismo mismo. En las formas más graves, los pacientes desarrollan lesiones que comprometen el funcionamiento de los órganos vitales.

“Por ser una infección viral, el proceso inicial de COVID-19 es diferente. Pero, después de cierto momento, el cuadro se vuelve muy similar al de la sepsis. Los mediadores inflamatorios son los mismos y observamos que, en ambos casos, existe la participación de NETs [trampas extracelulares neutrofílicas, por su sigla en inglés]”, dice Cunha.

Como su nombre lo indica, NET es una estrategia de defensa utilizada principalmente por el neutrófilo, un tipo de leucocito capaz de fagocitar bacterias, hongos y virus y que constituye la línea de avanzada del sistema inmune. En algunas situaciones, por razones aún no entendidas, se activa una enzima conocida como PAD-4, que migra al núcleo del neutrófilo e induce un aumento en la permeabilidad de la membrana nuclear. Esta enzima es esencial para que el material genético contenido en el núcleo se vuelva inconsciente y forme redes, que son lanzadas por la célula al ambiente extracelular para detener y matar a posibles invasores.

Este mecanismo inmune ya se ha observado en pacientes con enfermedades autoinmunes y en aquellos infectados con el virus de la fiebre chikungunya, un arbovirus que también produce daño tisular. “El gran problema es que NET es tóxico para los patógenos y también para las células humanas. La buena noticia es que nuestros estudios muestran que la enzima DNase es capaz de perforar esta red lanzada por el neutrófilo, evitando daños en los tejidos ”, dice Cunha.

Ensayos preclínicos

Estudios recientes han demostrado que la infección por SARS-CoV-2 puede dañar los pulmones, corazón, riñones, nervios e incluso la piel. Para confirmar la sospecha de que los NET estaban involucrados en el daño tisular, los investigadores del CRID analizaron muestras de plasma sanguíneo de 32 pacientes hospitalizados por COVID-19 y los compararon con plasma de individuos sanos.

En el caso de los 17 participantes del estudio que estaban internados en unidades de terapia intensiva (UTIs) y conectados a respiradores artificiales, también fue posible recolectar muestras de la secreción que se expulsa a través de los pulmones y se almacena en el dispositivo. El trabajo contó con la colaboración de profesores de la FMRP-USP del área básica y también en la clínica. El grupo clínico está dirigido por el profesor Paulo Louzada Junior. También participaron varios estudiantes de doctorado y postdoctorado, entre ellos Flavio Protássio Veras, primer autor del trabajo.

“Vimos que el plasma sanguíneo de las personas hospitalizadas por COVID-19 está repleto de NET y que el número de estas trampas neutrofílicas en la secreción pulmonar es incluso 10 veces mayor. Esto sugiere que los neutrófilos están produciendo NET en todo el cuerpo, pero la producción se concentra en los pulmones ”, contó Cunha a Agência FAPESP.

El hallazgo se confirmó en los análisis realizados con muestras de tejido pulmonar de personas que murieron como resultado de COVID-19, gracias a una asociación con el grupo dirigido por el profesor Paulo Saldiva en la Facultad de Medicina de la USP en São Paulo. Mediante un método conocido como inmunofluorescencia, el grupo del CRID mostró que las NETs están presentes en grandes cantidades en los focos de inflamación presenten en el organismo.

“En uno de los experimentos, aislamos neutrófilos de la sangre de individuos sanos y los incubamos con SARS-CoV-2. Fue posible observar que, tan pronto como se infectaron, las células de defensa comenzaron a producir NET”, dice Cunha.

Inmediatamente, estos neutrófilos infectados se colocaron en cultivos de células epiteliales procedentes del tejido pulmonar humano, que murieron después de unas pocas horas de interacción. El mismo efecto letal se produjo cuando los neutrófilos aislados de pacientes hospitalizados por COVID-19 se colocaron en el cultivo de células epiteliales pulmonares.

"Sin embargo, fue posible evitar la muerte de las células epiteliales cuando tratamos los neutrófilos infectados con la enzima DNase antes de colocarlos en el medio de cultivo”, narró el investigador.

Además de la DNase, que actúa para interrumpir la trampa de neutrófilos después de que es lanzada por la célula de defensa, los investigadores también probaron un compuesto capaz de inhibir la acción de la enzima PAD-4 y, por lo tanto, capaz de prevenir la formación de la NET. También en este caso, el tratamiento previno la muerte de las células derivadas del epitelio pulmonar, pero la sustancia analizada aún no ha sido aprobada para su uso en humanos.

“Este trabajo presenta evidencia de que la DNase indicada hoy para tratar la fibrosis quística se puede evaluar para combatir la forma grave de COVID-19. Pero el hecho de que el medicamento se administre por inhalación dificulta el tratamiento de las personas intubadas. Quizás lo ideal es tratar al paciente en una etapa más temprana, cuando el nivel de oxigenación en la sangre comienza a disminuir ", dice Cunha.

Sin embargo, el investigador señala que aún será necesario realizar un ensayo clínico para evaluar la dosis ideal y el momento adecuado para comenzar la terapia.

En asociación con investigadores del Laboratorio Nacional de Biociencias (LNBio) del Centro Nacional de Investigación de Energía y Materiales (CNPEM), el equipo CRID también está trabajando en el desarrollo de un nuevo compuesto capaz de inhibir la enzima PAD-4, cuya acción es esencial para la producción de NET dentro del neutrófilo. Se espera que los resultados de la investigación, cuyo objetivo inicial era tratar la sepsis, se publiquen pronto.

El artículo “SARS-CoV-2 provocó trampas extracelulares de neutrófilos (NET) que median la patología COVID-19” puede leerse en www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.06.08.20125823v1.full.pdf.