Notícia

Programa InfoSalud (Argentina)

Un estudio descubre el mecanismo inmune que desencadena la tempestad de citocinas típica de Covid-19

Publicado em 26 novembro 2020

Por Karina Toledo, da Agência FAPESP

Investigadores de la Universidad de San Pablo (USP) demostraron por primera vez que, en pacientes con Covid-19, un mecanismo inmunológico conocido como inflamasoma participa de la activación del proceso inflamatorio que puede causar daños en distintos órganos e inclusive llevar a la muerte.

Los resultados de la encuesta, realizada con el apoyo de la FAPESP, fueron publicados este martes 24 en el Journal of Experimental Medicine. Según los autores, los hallazgos tienen el potencial para priorizar, tanto el pronóstico de la enfermedad (ayudando a los médicos a identificar precozmente a los pacientes de alto riesgo) como el tratamiento de los casos graves.

“Ya existen fármacos aprobados para uso humano que son capaces de inhibir la activación del inflamasoma. Estos medicamentos podrán ahora ser probadas en el contexto de la infección por SARS-CoV-2 ”, dijo a la Agencia FAPESP Dario Zamboni, profesor de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP-USP) y coordinador de la investigación.

Como explica el investigador, casi todas las células inmunes están equipadas con un complejo proteico conocido como inflamasoma. Cuando una de estas proteínas identifica una señal de peligro (como una partícula viral o bacteriana, por ejemplo), esta maquinaria de defensa se activa. Como resultado, la célula entra en un proceso de muerte programada (un tipo de muerte inflamatoria llamado piroptosis) y comienza a liberar moléculas señalizadoras (citocinas) en la circulación, las que atraen al sitio a un verdadero ejército de glóbulos blancos. De esta manera, comienza una respuesta inflamatoria, que en última instancia, busca destruir la amenaza potencial para el organismo.

La respuesta a distintos patógenos implica la activación del inflamasoma y, en la mayoría de los casos, esto ayuda a detener la infección y proteger al organismo. Pero en algunos pacientes con COVID-19 parece haber una sobreactivación del sistema de defensa y ahora estamos tratando de entender por qué sucede esto”, dice Zamboni.

La implicación de este mecanismo inmunológico en la inflamación sistémica que caracteriza a la forma grave de COVID-19 es algo que está siendo estudiado por científicos de distintos países en los últimos meses. El grupo de Ribeirão Preto fue el primero en demostrar la activación de un tipo específico de inflamasoma en respuesta a la infección por SARS-CoV-2 en pacientes.

“Es importante señalar que hay más de un tipo de inflamasoma; lo que varía es la proteína responsable por mediar la activación del complejo proteico. Observamos en pacientes con COVID-19 la presencia de inflamasoma mediado por la proteína NLRP3, una de las más frecuentes y mejor estudiadas. Pero es posible que otros tipos también participen en la respuesta al SARS-CoV-2 ”, dice Zamboni.

Tres frentes de investigación

Las conclusiones presentadas en el artículo se basan en tres conjuntos de experimentos. El primero involucró células inmunes de donantes sanos, que fueron infectadas con el nuevo coronavirus en el laboratorio. En el experimento, solo se utilizó un tipo de leucocito llamado monocito.

“Administramos una baja concentración viral en el cultivo, algo así como un virus para cada célula. Aun así, el 75% de los monocitos murieron a las 24 horas, lo que revela el potencial destructivo del virus”, dice Zamboni.

La presencia de lactato deshidrogenasa (LDH) en el medio de cultivo indicó a los investigadores que las células estaban muriendo por piroptosis, ya que esta molécula se libera cuando se rompe la membrana celular y el contenido intracelular se filtra a la circulación, fenómeno que caracteriza la muerte inflamatoria. . La presencia de citocinas IL-18 (interleucina-18) e IL-1ß (interleucina-1 beta) sugirió que este "suicidio celular en serie" estaba relacionado con la activación del inflamasoma NLRP3, lo cual fue confirmado por microscopía. .

“Cuando se activa este tipo de inflamasoma, las proteínas que forman el complejo, normalmente esparcidas por todo el citoplasma, convergen para formar una estructura llamada puncta, que se puede observar al microscopio. Cuando esto sucede, se activa una enzima llamada caspasa-1, encargada de 'procesar' los péptidos precursores de las citocinas proinflamatorias, como IL-18 e IL-1ß, dejando las moléculas en su forma 'madura' y activa ”, explica el investigador.

El segundo conjunto de experimentos se realizó con muestras clínicas de 124 pacientes ingresados en el Hospital de Clínicas de FMRP-USP entre abril y julio, con COVID-19 moderado o grave. Los resultados se compararon con datos de personas hospitalizadas por otras razones, que sirvieron como control.

Mediante pruebas inmunoenzimáticas (basadas en la reacción entre antígenos y anticuerpos) y sondas moleculares, se pudo comprobar que los glóbulos blancos de pacientes con COVID-19 tenían, en promedio, cantidades mucho más altas de IL-18 y de la enzima caspasa-1 en su forma activa.

Bajo el microscopio, los científicos observaron que las punctas estaban presentes en mayor número en las células inmunes de las personas infectadas con SARS-CoV-2. Y, mediante análisis estadístico, los investigadores descubrieron que cuantos más signos de activación del inflamasoma tenía el paciente en el momento del ingreso hospitalario, peor era su evolución clínica y mayor era la probabilidad de muerte.

El tercer y último grupo de experimentos se realizó con muestras de tejido pulmonar de cinco personas que murieron después de contraer SARS-CoV-2, obtenidas durante un procedimiento de autopsia mínimamente invasiva. Los análisis revelaron la presencia de leucocitos infectados por el virus y, en el interior de esas células, fue posible visualizar la presencia de las punctas características del inflamasoma de NLRP3.

Próximos pasos

Los ensayos realizados hasta la fecha han recibido el apoyo de la FAPESP a través de un Proyecto Temático y de Auxilio a Investigación Regular otorgados a Zamboni, quien también forma parte del equipo del Centro de Investigación de Enfermedades Inflamatorias (CRID), un Centro de Investigación, Innovación y Difusión de FAPESP situado en FMRP-USP.

El grupo compuesto por más de 40 investigadores ahora está tratando de averiguar si otros tipos de inflamasomas están involucrados en la respuesta al nuevo coronavirus y por qué el patógeno activa este tipo de mecanismo inmunológico con tanta intensidad.

"Estamos haciendo nuevos experimentos en los que comparamos la activación del inflamasoma en respuesta al SARS-CoV-2 y otros virus, como el causante de la gripe H1N1", dice Zamboni.

Por otro lado, los científicos están probando el uso de un fármaco capaz de inhibir el inflamasoma NLRP3 en pacientes con la forma grave de COVID-19. Ya se han publicado resultados preliminares prometedores en la plataforma medRxiv (lea más en: agencia.fapesp.br/33890).

“También estamos buscando otros fármacos inhibidores del inflamasoma NLRP3 que se puedan probar en un ensayo clínico. A medida que descubramos los mecanismos de activación del inflamasoma en COVID-19, podremos identificar fármacos capaces de reducir el proceso inflamatorio de manera más eficiente ”, dice Zamboni.

El artículo “Inflammasomes are activated in response to SARS-CoV-2 infection and are associated with COVID-19 severity in patients” puede leerse en: https://rupress.org/jem/article/218/3/e20201707/211560/Inflammasomes -est-activado-en-respuesta-al-SARS? searchresult = 1.