¿Qué células ataca el nuevo coronavirus?
Científicos del Instituto de Salud de Berlín (BIH), Charité - Universitätsmedizin Berlin y la Clínica de Tórax del Hospital Universitario de Heidelberg, cuya colaboración tiene lugar bajo los auspicios del Centro Alemán de Investigación Pulmonar (DZL), han examinado muestras de pacientes no infectados por virus para determinar qué células de los pulmones y los bronquios son blanco de la nueva infección por coronavirus (SARS-CoV-2).
Berlin Institute of Health (BIH)
Descubrieron que el receptor de este coronavirus se expresa abundantemente en ciertas células progenitoras. Estas células normalmente se convierten en células del tracto respiratorio revestidas con proyecciones similares al cabello llamadas cilios que barren la mucosidad y las bacterias de los pulmones. Los científicos han publicado sus hallazgos en el EMBO Journal.
El profesor Roland Eils y sus colegas de la Clínica de Tórax de Heidelberg inicialmente pretendían estudiar por qué el cáncer de pulmón a veces ocurre en personas que nunca han fumado. Comenzaron analizando muestras de doce pacientes con cáncer de pulmón. Estas muestras se obtuvieron del Biobanco de Pulmones de Heidelberg y procedían tanto de la parte cancerosa de los pulmones como del tejido pulmonar sano circundante. También estudiaron células de las vías respiratorias de pacientes sanos, que habían sido recogidas de forma mínimamente invasiva durante un examen broncoscópico realizado para descartar el cáncer de pulmón. La rápida propagación del coronavirus llevó a los investigadores a echar otro vistazo a estos datos existentes pero hasta ahora no publicados. "Estaba convencido de que los datos que recogimos de estos pacientes infectados por un no coronavirus proporcionarían información importante para comprender la infección viral", dice Roland Eils, director fundador del Centro de Salud Digital del BIH.
La infección requiere receptores y cofactores
"Queríamos saber qué células específicas ataca el coronavirus", explica el profesor Christian Conrad, que también trabaja en el Centro de Salud Digital del BIH. Los científicos sabían, por los estudios del profesor Christian Drosten del BIH, director del Instituto de Virología del Campus Charité Mitte, y por otros, que la proteína de punta del virus se adhiere a un receptor ACE2 en la superficie de la célula. Además, el virus necesita uno o más cofactores para poder penetrar en las células. ¿Pero qué células están dotadas de tales receptores y cofactores? ¿Qué células en qué parte del sistema respiratorio son particularmente susceptibles a la infección por SARS-CoV-2? Eils y sus colegas en el BIH y Charité ahora utilizan la tecnología de secuenciación de una sola célula para examinar las células en las muestras de Heidelberg.
60.000 células individuales fueron secuenciadas
"Luego analizamos un total de casi 60.000 células para determinar si activaron el gen para el receptor y los potenciales cofactores, permitiéndoles en principio ser infectados por el coronavirus", informa Soeren Lukassen, uno de los principales autores del estudio que se publica ahora en The EMBO Journal. "Sólo encontramos las transcripciones del gen para el ACE2 y para el cofactor TMPRSS2 en muy pocas células, y sólo en números muy pequeños". Lukassen y sus cuatro co-autores Robert Lorenz Chua, Timo Trefzer, Nicolas C. Kahn y Marc A. Schneider descubrieron que ciertas células progenitoras en los bronquios son las principales responsables de producir los receptores de los coronavirus. Estas células progenitoras normalmente se desarrollan en células del tracto respiratorio revestidas con proyecciones similares al cabello llamadas cilios que barren la mucosidad y las bacterias de los pulmones. "Armados con el conocimiento de qué células son atacadas, podemos ahora desarrollar terapias específicas", explica el Profesor Michael Kreuter de la Clínica de Tórax del Hospital Universitario de Heidelberg.
¿Por qué la infección progresa de forma tan diferente?
Un interesante hallazgo adicional del estudio fue que la densidad de los receptores ACE2 en las células aumentaba con la edad y era generalmente mayor en los hombres que en las mujeres. "Esto era sólo una tendencia, pero podría explicar por qué el SARS-CoV-2 ha infectado a más hombres que mujeres", dice Eils. Sin embargo, señala, "el tamaño de nuestras muestras es todavía demasiado pequeño para hacer afirmaciones concluyentes, por lo que necesitamos repetir el estudio en cohortes de pacientes más grandes".
"Estos resultados nos muestran que el virus actúa de manera altamente selectiva y que depende de ciertas células humanas para propagarse y replicarse", explica Eils. "Cuanto mejor entendamos la interacción entre el virus y su huésped, mejor podremos desarrollar contra-estrategias efectivas". Él y los otros investigadores estudiarán a los pacientes de COVID 19 para determinar si el virus ha infectado realmente estas células. "Queremos entender por qué la infección toma un curso benigno en algunos pacientes, mientras que causa una enfermedad severa en otros", dice Eils. "Así que también miraremos de cerca las células inmunes en el tejido infectado".
Las empresas de tecnología proporcionan experiencia
Basándose en una solución tecnológica de alto rendimiento diseñada por Intel, Dell desarrolló una arquitectura de hardware y sistemas que redujo el tiempo de procesamiento necesario para secuenciar las 60.000 células individuales. Hannes Schwaderer, gerente de país de Intel Alemania, explica: "Hay muchas cosas que no sabemos sobre el coronavirus. Este proyecto de investigación y los próximos pasos requieren enormes recursos informáticos. Ahí es exactamente donde nuestra experiencia puede ayudar".
BIH está apoyando la investigación de COVID-19
El Instituto de Salud de Berlín (BIH) está ayudando a avanzar en la investigación del nuevo coronavirus, SARS-CoV-2, a través de un programa específico. El profesor Axel R. Pries, presidente interino de la Junta Ejecutiva del BIH y Decano de la Charité - Universitätsmedizin, subraya: "A la luz de la amenaza mundial que supone el virus del SARS-CoV-2, nosotros, como investigadores, tenemos el deber de reunir todos nuestros conocimientos científicos para comprender el virus y sus estrategias de infección, así como la progresión de la enfermedad de los pacientes con COVID-19. Sólo así podremos identificar mejor a los pacientes de alto riesgo y desarrollar nuevas terapias y vacunas. Cada contribución a este esfuerzo hace la diferencia".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Soeren Lukassen, Robert Lorenz Chua, Timo Trefzer, Nicolas C. Kahn, Marc A. Schneider, Thomas Muley, Hauke Winter, Michael Meister, Carmen Veith, Agnes W. Boots, Bianca P. Hennig, Michael Kreuter, Christian Conrad & Roland Eils; "SARS‐CoV‐2 receptor ACE2 and TMPRSS2 are primarily expressed in bronchial transient secretory cells"; EMBO Journal; 2020
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