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Programa InfoSalud (Argentina)

Un estudio indica que SARS-CoV-2 inhibe la remoción de células muertas por el sistema inmune y ello favorece el daño pulmonar

Publicado em 19 março 2021

Por Karina Toledo, da Agência FAPESP

Existe consenso entre los científicos que el agravamiento de Covid-19 está unido a un desequilibrio en la respuesta inmune al SARS-CoV-2. En tanto, aún no se sabe exactamente cuáles componentes del sistema de defensa están actuando de forma desregulada en esos casos y por eso acontece. En un estudio divulgado en la plataforma meRxiv, investigadores de la Universidad de San Pablo (USP) sugieren respuestas para una parte del rompecabezas.

En el artículo, que aún no ha sido revisado por pares, los autores describen cómo el contacto con el nuevo coronavirus altera el funcionamiento del macrófago, una especie de "gari" del sistema inmunológico encargado de eliminar, mediante fagocitosis, restos de células muertas. y otras partículas extrañas al organismo.

A través de experimentos in vitro, los científicos encontraron que, al internalizar una célula infectada con SARS-CoV-2 aún activa, el macrófago comienza a producir cantidades excesivas de moléculas proinflamatorias, que pueden contribuir a la condición conocida como marejada ciclónica. observado en pacientes con la forma grave de la enfermedad. Además, según el estudio, la internalización de una célula muerta infectada reduce la capacidad del macrófago para reconocer y fagocitar otras células muertas que eventualmente se interpongan en su camino hasta 12 veces.

“Millones de células mueren en nuestro cuerpo todos los días y deben eliminarse de manera eficiente. De lo contrario, podrían interpretarse como una señal de peligro o generar autoantígenos, favoreciendo la aparición de enfermedades autoinmunes. En el caso del pulmón afectado por el SARS-CoV-2, la eliminación continua de las células muertas por parte de los macrófagos es esencial para la regeneración de los tejidos. Si la presencia del virus en una célula fagocitaria subvierte esta función de los macrófagos, posiblemente contribuya al extenso daño tisular característico del COVID-19 ”, dice a Agência FAPESP Larissa Cunha, profesora de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP-USP) y coordinador de la investigación, que recibió financiación de la FAPESP.

Prueba preliminar

Las primeras pruebas descritas en el artículo se realizaron con dos líneas de células epiteliales, una de pulmón humano (Calu-3) y otra de riñón de mono (Vero CCL81, uno de los principales modelos para el estudio del SARS-CoV-2) -, que se infectaron in vitro con el nuevo coronavirus. Los investigadores observaron que la infección activa en la célula epitelial un proceso conocido como apoptosis, un tipo de muerte celular programada que normalmente no desencadena una respuesta inflamatoria en el cuerpo.

Paralelamente, en otro conjunto de células epiteliales, los investigadores indujeron la apoptosis mediante radiación ultravioleta.

Se recolectaron células apoptóticas de ambos grupos (infectadas con el coronavirus y expuestas a radiación) y se colocaron para interactuar con cultivos de macrófagos derivados de monocitos humanos (uno de los tipos de leucocitos sanguíneos).

Como era de esperar, al internalizar las células muertas por radiación, los macrófagos asumieron un fenotipo antiinflamatorio, que favorece la reparación del tejido lesionado. Al fagocitar células que contenían SARS-CoV-2 aún viables (capaces de infectar a otra célula), esta programación se perdió y los macrófagos comenzaron a secretar grandes cantidades de moléculas proinflamatorias, como interleucina 6 (IL-6) e interleucina 1 beta. (IL-1ß).

“Nuestros resultados proporcionan evidencia de que el agrupamiento de células moribundas que portan SARS-CoV-2 viable cambia el programa antiinflamatorio y de resolución [de la inflamación] hacia un fenotipo inflamatorio. La producción exacerbada de citocinas observada en respuesta a la internalización de células muertas infectadas puede contribuir a la hiperinflamación asociada con COVID-19 ”, dicen los autores del artículo.

Eficiencia deteriorada

En el siguiente paso, investigamos qué sucedió con la expresión génica del macrófago después de que fagocita una célula apoptótica infectada con SARS-CoV-2. Hubo una disminución en la expresión de genes clave para la actividad de las células de defensa, incluidos TIM4, SRA-I, CD36 e ITGB5.

“Estos genes codifican receptores [proteínas] que se encuentran en la membrana de los macrófagos y reconocen una sustancia llamada fosfatidilserina, considerada el signo universal de muerte celular”, dice Cunha.

Como explica el investigador, este fosfolípido suele estar presente en la parte interna de la membrana celular, pero cuando las células mueren, la fosfatidilserina pasa a la superficie externa y luego puede ser detectada por los macrófagos a través de receptores como TIM4 y CD36.

“Para promover la reparación eficiente de lesiones y prevenir la acumulación de material necrótico en el cuerpo, los macrófagos deben poder reconocer y eliminar continuamente las células muertas, una tras otra. Sin embargo, nuestros experimentos mostraron que, al internalizar una célula apoptótica que contiene SARS-CoV-2, esta capacidad fagocítica se reduce significativamente ”, dice Cunha.

Cuando las células epiteliales muertas por radiación se colocaron en cultivos de macrófagos, las que habían tenido contacto previo con células infectadas por el virus fueron 12 veces menos capaces de realizar la función de limpieza.

En otra prueba, un cultivo de macrófagos humanos fue infectado directamente por SARS-CoV-2. También en este caso, hubo una reducción de la actividad fagocítica, pero solo dos veces.

Células del paciente
Análisis realizado en muestras de sangre de pacientes con COVID-19 moderados o graves, recogidos el día del ingreso, mostraron niveles elevados de moléculas proinflamatorias, como IL-6, IL-1ß, además de interleucina 8 (IL-8) e interleucina 10 (IL-10). En comparación con la sangre de voluntarios sanos, también se observó un aumento en la proporción de monocitos circulantes (leucocitos que dan lugar a macrófagos) y, en este grupo de células, una mayor proporción de monocitos con fenotipo proinflamatorio.

El análisis de la expresión génica indicó que los monocitos de pacientes con COVID-19 expresaban los receptores CD36, SRA-I, ITGB5 y TIM4 en menor medida, en comparación con los monocitos de voluntarios sanos. Y, cuanto más graves eran los síntomas informados en el momento del ingreso hospitalario, más pronunciada era la caída en la expresión de los receptores fagocíticos, informan los autores del artículo.

En la prueba posterior, los monocitos de pacientes con COVID-19 fueron "desafiados" in vitro con células apoptóticas de ratón. Como era de esperar, fueron mucho menos eficientes en la tarea de limpieza que los monocitos aislados de la sangre de voluntarios sanos.

Con la ayuda de herramientas bioinformáticas, a través de una colaboración con el profesor de la USP Helder Nakaya, los investigadores volvieron a analizar los datos de expresión génica de estudios publicados anteriormente, disponibles en bancos públicos. El análisis confirmó que, en pacientes con la forma severa de COVID-19, la reducción en la expresión de genes que promueven la fagocitosis de células muertas es mucho más pronunciada que en pacientes con síntomas leves.

Finalmente, se analizaron células de defensa infiltradas en muestras de pulmón de personas fallecidas por COVID-19, obtenidas mediante autopsia. “Observamos las células mononucleares que se habían reclutado de la circulación para combatir el virus en el pulmón. También en este caso observamos una disminución en la expresión de los receptores, lo que sugiere que estas células de defensa tenían comprometida su capacidad fagocítica ”, dice Cunha.

Según los autores, no eliminar las células muertas puede contribuir al extenso daño tisular que se observa en los pulmones de los pacientes con COVID-19. "Esto, entre otros factores, puede favorecer las complicaciones respiratorias que desarrollan los individuos con la forma grave de la enfermedad y aumentar la susceptibilidad a infecciones bacterianas secundarias", concluyen.

El trabajo contó con la participación del equipo del Centro de Investigación en Enfermedades Inflamatorias (CRID) - Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) de la FAPESP -, además de médicos e investigadores del Hospital das Clínicas de FMRP-USP. Entre los autores del artículo se encuentran los profesores Fernando Q. Cunha, Alexandre T. Fabro, Helder Nakaya, Dario S. Zamboni, Paulo Louzada-Junior y Rene D. R. Oliveira.

El artículo Efferocitosis de células moribundas infectadas con SARS-CoV-2 afecta la programación antiinflamatoria de los macrófagos y la eliminación continua de células apoptóticas se puede leer en www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.02.18.21251504v1

Traducción Programa INFOCIENCIA

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