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– La batalla inicial tiene lugar en las fosas nasales, el estudio indica vías alternativas que el virus puede utilizar para ingresar a los pulmones, sistema nervioso central y corazón
Minapim por Hernan Valenzuela: En varios estudios, científicos de la Universidad de Cornell han identificado el comportamiento astuto del SARS-CoV-2, causador del coronavirus COVID-19. Cuando el virus ingresa al cuerpo, apaga una parte del sistema inmunológico, lo que facilita su propagación dentro del cuerpo durante unos días antes de que el sistema inmunológico pueda identificar al invasor.
Los investigadores aún tienen que identificar la gama completa de tejidos y tipos de células que son más vulnerables al SARS-CoV-2. Mucha investigación se ha centrado en identificar genes y vías que facilitan la entrada del virus en las células pulmonares, pero los datos clínicos y científicos indican que puede dañar una amplia gama de órganos.
En una nueva investigación en Cornell, se desarrollaron posibles hojas de ruta para el proceso interno del virus, en la infección de otros órganos e identifica qué factores moleculares pueden ayudar a facilitar o restringir la infección.
Para predecir el crecimiento (tropismo) del coronavirus humano, se perfilaron 28 receptores y factores asociados al SARS-CoV-2 y al coronavirus (SCARF) utilizando transcriptómica (estudia las moléculas de ARN, que determinan qué genes se expresarán) una sola célula en varios tejidos humanos sanos. Los SCARF incluyen factores celulares que facilitan y restringen la entrada de virus.
“Los datos sugieren que no se trata solo de una enfermedad respiratoria. Es mucho más amplio que eso y tiene el potencial de afectar a muchos otros órganos ”, dijo Cedric Feschotte, profesor del Departamento de Biología Molecular y Genética de la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida. «Nuestro análisis sugiere que existe una amplia gama de vulnerabilidades celulares».
Feschotte es el autor principal de «Un mapa de expresión de ARN de una sola célula de los factores de entrada del coronavirus humano» en Cell Reports. Otros coautores son Manvendra Singh, asociado postdoctoral en Feschotte Lab y miembro presidencial de Cornell; y Vikas Bansal, biólogo computacional del Centro Alemán de Enfermedades Neurodegenerativas en Bonn.
El nuevo estudio mapea la expresión de 28 genes humanos llamados «SCARFs» – SARS-CoV-2 y receptores y factores asociados con la acción del coronavirus. Al observar la expresión de ARN de una sola célula en estos genes, pueden predecir qué tejidos y tipos de células son más vulnerables a la infección por la acción del coronavirus, en adultos y embriones.
El análisis también predecir rutas de entrada que no siguen la estructura más habitual para las infecciones pulmonares y cerebrales. Los espermatozoides y las células endocrinas de la próstata también parecen ser permisivos con la infección por SARS-CoV-2, lo que sugiere vulnerabilidades específicas de los hombres.
Tanto los factores pro como los antivirales están altamente expresados en las fosas nasales (en el epitelio nasal), con una posible variación dependiente de la edad, proporcionando un importante campo de batalla para detener la infección por la acción del coronavirus. El análisis también sugiere que el desarrollo embrionario y placentario temprano tiene un riesgo moderado de infección.
Por último, la expresión SCARF parece conservarse en gran medida en un subconjunto de órganos de primates examinados. El estudio establece un recurso para las investigaciones sobre la biología y patología del coronavirus.
«Se puede saber qué células y órganos tienen más probabilidades de infectarse, al menos al comienzo de una infección», dijo Feschotte. «Es muy importante enfatizar esto, porque una vez que el virus infecta cierto tejido, el escenario [genético] puede cambiar».
Sin la capacidad del sistema inmunológico para responder rápidamente, dijo Feschotte, los factores de restricción naturales que ya están presentes en los tejidos representan la principal línea de defensa del cuerpo contra el SARS-CoV-2.
El mapeo de los diferentes puntos de entrada del virus también es esencial para tratar de predecir a dónde irá el virus después de ingresar al cuerpo. Además, al identificar las rutas moleculares de infección, otros investigadores pueden utilizar estas áreas como objetivos para desarrollar medicamentos para superar la infección.
El estudio indica vías alternativas de entrada de cómo el virus puede entrar en los pulmones, el sistema nervioso central y el corazón. Su investigación también respalda los datos clínicos emergentes que muestran que el SARS-CoV-2 también infecta los intestinos, los riñones y la placenta.
Señalaron que es probable que grupos específicos de células dentro de la próstata y los testículos sean permisivos para el SARS-CoV-2 y pueden ayudar a explicar las vulnerabilidades específicas de los hombres.
Además, este estudio aumenta el conocimiento de los investigadores sobre lo que sucede cuando el virus interactúa con los tejidos nasales, un punto de acceso para que ingrese el virus.
El equipo informó que el tejido del techo del canal nasal, llamado epitelio nasal, aparece como un campo de batalla crucial entre el virus y las células nasales, porque este tejido muestra una alta expresión de genes que facilitan y restringen la infección.
Los investigadores creen que el resultado de la batalla nasal puede ser fundamental para determinar el curso de una infección. Curiosamente, también observaron una diferencia estadística en el nivel de expresión de estos factores de entrada en el tejido nasal de las personas más jóvenes (menores de 30 años) frente a las personas mayores (mayores de 50).
«Había significativamente más células nasales que expresaban factores de entrada del SARS-CoV-2 en las personas mayores que en los jóvenes», dijo Singh. Aunque el tamaño de la muestra del grupo era demasiado pequeño para sacar una conclusión firme, dijo, si esta tendencia continúa en cohortes más grandes, entonces «esto podría, en parte, explicar por qué las personas mayores se enferman más que los jóvenes«.
El otro órgano crucial es la placenta.
«Encontramos que las células placentarias llamadas trofoblastos parecen ser vulnerables», dijo. «Da miedo pensar que si la placenta puede infectarse, el virus puede infectar otros tejidos fetales, con consecuencias dañinas para la salud del feto, como se ve con el virus Zika«.
Feschotte señaló que la placenta aún puede evitar que los recién nacidos se infecten mientras están en el útero. Los estudios actuales sugieren que la transmisión entre madres infectadas y sus bebés durante el tercer trimestre del embarazo es muy rara. Pero enfatizó que aún es pronto para decir si existe un mayor riesgo de transmisión en las primeras etapas del embarazo y qué consecuencias puede tener esto en el desarrollo fetal.
Como parte de este proyecto, el equipo también desarrolló una interfaz web amigable y de acceso abierto, donde cualquiera puede buscar la expresión de ARN de una sola célula SCARF. Esto facilitará el acceso a datos que ayudarán a los científicos de todo el mundo.
“Este es un recurso útil para COVID-19, pero quizás también para la próxima pandemia de coronavirus; no es que quiera uno ”, dijo Feschotte. “Pero tenemos que ser realistas y estar mejor preparados. Parte de estar preparado es tener los datos disponibles. «
Destaque:
- Perfil de transcriptoma unicelular SCARF en varios tejidos somáticos y reproductivos
- El intestino, los riñones, la placenta y las espermatogonias parecen más permisivos para el coronavirus
- El epitelio nasal exhibe una alta expresión de factores promotores y restrictivos
- La expresión de SCARF se conserva en los principales órganos humanos, chimpancés y monos
El trabajo en Feschotte Lab sobre la interacción virus-huésped está financiado por los Institutos Nacionales de Salud.
Fuentes: Universidad de Cornell -Jana Wiegand Cell Report
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