Subscribe Us

COVID-19. Descubren cómo el virus SARS-CoV-2 secuestra y daña rápidamente las células pulmonares humanas

 

Ilustración de virus SARS-CoV-2 que infectan células pulmonares humanas (imagen de archivo).
Fuente: © Kateryna_Kon / stock.adobe.com


En una colaboración de varios grupos que involucró a los Laboratorios Nacionales de Enfermedades Infecciosas Emergentes (NEIDL), el Centro de Medicina Regenerativa (CReM) y el Centro de Biología de Sistemas de Red (CNSB), los científicos informaron el primer mapa de las respuestas moleculares del pulmón humano células a la infección por SARS-CoV-2. Al combinar células alveolares humanas de bioingeniería con tecnología de espectrometría de masas sofisticada y de alta precisión, los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston (BUSM) han identificado proteínas y vías del huésped en las células pulmonares cuyos niveles cambian tras la infección por el SARS-CoV-2, proporcionando información sobre la enfermedad patología y nuevas dianas terapéuticas para bloquear COVID-19.

Descubrieron que un tipo crucial de modificación de proteínas llamada "fosforilación" se vuelve aberrante en estas células pulmonares infectadas. La fosforilación de proteínas juega un papel importante en la regulación de la función de las proteínas dentro de las células de un organismo y tanto la abundancia de proteínas como la fosforilación de proteínas son procesos típicamente altamente controlados en el caso de células normales / sanas. Sin embargo, descubrieron que el SARS-CoV-2 desordena las células pulmonares, lo que provoca cambios anormales en las cantidades de proteínas y la frecuencia de la fosforilación de proteínas dentro de estas células. Estos cambios anormales ayudan al virus a multiplicarse y eventualmente destruyen las células. La destrucción de las células infectadas puede provocar una lesión pulmonar generalizada.

Según los investigadores, tan pronto como el SARS-CoV-2 ingresa a las células pulmonares, rápidamente comienza a explotar los recursos centrales de la célula, que de otro modo serían necesarios para el crecimiento y la función normales de la célula. El virus utiliza estos recursos para proliferar mientras elude el ataque del sistema inmunológico del cuerpo. De esta manera se forman nuevos virus que posteriormente salen de las células pulmonares exhaustas y brutalmente dañadas, dejándolas para autodestruirse. 


Las partículas (violetas; coloreadas artificialmente) de SARS-CoV-2 cubren la superficie de una célula humana. Crédito: NIAID / NIH / SPL


Los investigadores examinaron las células alveolares pulmonares de una a 24 horas después de la infección con SARS-CoV-2 para comprender qué cambios ocurren en las células pulmonares inmediatamente (una, tres y seis horas después de la infección por SARS-CoV-2) y qué cambios ocurren más tarde (a las 24 horas después de la infección). Estos cambios se compararon luego con células no infectadas. Todas las proteínas de células alveolares infectadas y no infectadas, correspondientes a los diferentes puntos de tiempo, fueron extraídas y etiquetadas con etiquetas de códigos de barras únicas. Estas etiquetas, que solo pueden detectarse con precisión mediante un espectrómetro de masas, permiten una cuantificación robusta de la abundancia de proteínas y fosforilación en las células.

"Nuestros resultados mostraron que en comparación con las células pulmonares normales / no infectadas, las células pulmonares infectadas con SARS-CoV-2 mostraron cambios dramáticos en la abundancia de miles de proteínas y eventos de fosforilación", dijo Darrell Kotton, MD, profesor de patología y medicina de laboratorio en BUSM y director del CReM.

Además, los datos también mostraron que el virus SARS-CoV-2 induce un número significativo de estos cambios tan pronto como una hora después de la infección y sienta las bases para un secuestro completo de las células pulmonares del huésped.

Hay características biológicas importantes específicas de las células pulmonares que no son reproducidas por otros tipos de células que se utilizan comúnmente para estudiar la infección viral. Estudiar el virus en el contexto del tipo de célula que está más dañado en los pacientes probablemente arroje conocimientos que no podríamos ver en otros sistemas modelo.

Los investigadores también analizaron sus datos para identificar posibles oportunidades para el tratamiento de COVID-19 y encontraron que al menos 18 medicamentos preexistentes clínicamente aprobados (desarrollados originalmente para otras afecciones / enfermedades médicas) pueden reutilizarse potencialmente para su uso en la terapia de COVID-19. Estos fármacos han demostrado ser una promesa excepcional para bloquear la proliferación del SARS-CoV-2 en las células pulmonares.


RESUMEN DEL ESTUDIO. La transmisión humana del SARS-CoV-2, patógeno causante de la pandemia COVID-19, ejerce una enorme crisis socioeconómica y de salud. El virus infecta las células del epitelio alveolar tipo 2 (AT2), lo que da lugar a lesión pulmonar y alteración del intercambio de gases, pero los mecanismos que provocan la infección y la patología no están claros. Se realiza un estudio fosfoproteómico cuantitativo de AT2 derivados de células madre pluripotentes inducidos (iAT2) infectados con SARS-CoV-2 en la interfaz aire-líquido (ALI). El análisis del curso del tiempo reveló una remodelación rápida de diversos sistemas hospedadores, incluida la señalización, el procesamiento de ARN, la traducción, el metabolismo, la integridad nuclear, el tráfico de proteínas y la organización de los microtúbulos citoesqueléticos, lo que lleva a la detención del ciclo celular, el estrés genotóxico y la inmunidad innata.


Los investigadores creen que esta información es invaluable y allana el camino para una estrategia terapéutica más nueva, potencialmente prometedora y, lo que es más importante, rentable y que ahorra tiempo para combatir el COVID-19.

Fuente: Ryan M. Hekman, et al. Actionable Cytopathogenic Host Responses of Human Alveolar Type 2 Cells to SARS-CoV-2Molecular Cell, 2020; DOI: 10.1016/j.molcel.2020.11.028


PUBLICIDAD

Publicar un comentario

0 Comentarios