La enfermedad del coronavirus 2019 (COVID-19) se originó en Wuhan, China y desde entonces se ha extendido a casi todos los países del mundo, causando más de cinco millones de muertes y obligando a muchos países a tomar medidas costosas y restrictivas para limitar la transmisión. COVID-19 causa una amplia gama de síntomas. Muchas infecciones se presentan completamente asintomáticas, pero en los casos más graves, el daño pulmonar progresivo se asocia con colapso vascular, edema, endotelización, trombosis e infiltración de células inflamatorias, junto con muchos otros eventos patológicos relacionados con los vasos.
Stady: Las células endoteliales no se infectan productivamente con SARS-CoV-2. Haber de imagen: CROCOTHERY / Shutterstock
No está claro si estos eventos se deben a la activación endotelial resultante de la inflamación o la infección viral del endotelio. En un artículo publicado en Inmunología clínica y mutanteEn este estudio, los investigadores de la Universidad de Queensland investigaron si es posible la infección de las células endoteliales con el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2).
antecedentes
La proteína de pico de SARS-CoV-2 es esencial para la patogénesis. La subunidad S1 contiene un dominio de unión al receptor (RBD) que puede unirse a la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) para permitir la entrada de células virales, mientras que el dominio N-terminal de la subunidad S2 es responsable de la fusión de la membrana. La proteína de pico requiere escisión para activarse. La escisión de las proteínas espinosas puede realizarse mediante proteasas de la superficie del huésped, como TMPRSS2. Si bien existen métodos alternativos de división, este es el más común.
Si bien se sabe que las células endoteliales expresan tanto TMPRSS2 como ACE2, actualmente se desconoce si el SARS-CoV-2 puede infectar células endoteliales. La infección de este tipo se observó en cultivo, pero nunca se detectó en pacientes con COVID-19 fallecidos, y la vía por la cual el SARS-CoV-2 entrará en contacto con las células endoteliales sigue sin estar clara. Es posible que las células epiteliales de los pulmones pierdan su función de barrera a través de una infección, o que casos raros de virus que circulan por el torrente sanguíneo puedan exponer las células endoteliales.
estudiando
Para determinar la prevalencia de la infección de células endoteliales con el virus SARS-CoV-2 in vivo, los investigadores obtuvieron muestras de pulmón de autopsia de pacientes con COVID-19 fallecidos. Dos de cada diez positivos para ARN de COVID-19 estaban en los pulmones, pero no se pudo encontrar ARNm de pico en las células endoteliales.
A continuación, se analizaron cultivos in vitro de células endoteliales de la vena umbilical humana (HUVEC) y células endoteliales microvasculares pulmonares (HMVEC-L) para determinar la expresión de ACE2 y TMPRSS2, con inmunofluorescencia y transferencias de Western que muestran bajos niveles de expresión.
La proporción de ACE2 no glicosilada también fue menor en las células endoteliales que en las células epiteliales; varios estudios han sugerido que la ACE2 glicosilada puede resistir la unión a la proteína SARS-CoV-2. Sin embargo, se confirmó que las células endoteliales expresan neuropilina-1, una proteína de superficie alternativa con la que la proteína de pico RBD puede unirse y entrar.
A continuación, los investigadores examinaron si las células endoteliales eran susceptibles a la infección cuando se exponen a la enfermedad en forma apical o primaria. De nuevo, no se detectó ningún virus infeccioso en el sobrenadante de estas células en ningún lugar hasta 72 h después de la infección, y no se detectó proteína de la nucleocápsida del SARS-CoV-2 por inmunofluorescencia o transferencia de Western.
Después de estos resultados, se utilizaron títulos virales cada vez más altos al exponer las células endoteliales. Se detectaron algunos títulos pequeños virales, observándose un aumento de la proteína de la nucleocápside en las células infectadas tanto a nivel apical como basal. Esto indica que la lesión de las células endoteliales es posible pero infructuosa. Cuando se sobreexpresó ACE2 en células endoteliales, fue posible la replicación viral activa, lo que indica que la expresión reducida de ACE2 protegió a las células endoteliales de tipo salvaje de la infección por SARS-CoV-2.
Cuando los investigadores examinaron las células endoteliales infectadas con la nucleocápsida, descubrieron que mostraban una similitud inusual y eran positivas para la caspasa-3 escindida, lo que sugiere fuertemente que las células endoteliales infectadas entran rápidamente en la apoptosis.
A continuación, los investigadores examinaron la respuesta inmune inducida por la infección abortada por SARS-CoV-2 en las células endoteliales. Se sabe que la molécula de adhesión de leucocitos, LCAM-1, se produce tras la inflamación de las células endoteliales. Las células HMVEC-L mostraron un aumento en la expresión de LCAM-1 después de la exposición al SARS-CoV-2, y otros factores inflamatorios mostraron niveles más altos en las células endoteliales después de la exposición.
conclusión
Los autores demostraron que la infección eficaz de las células endoteliales por SARS-CoV-2 es imposible en una infección normal. La activación de las vías de señalización inflamatorias probablemente cause la alteración endotelial observada en pacientes con SARS-CoV-2 grave.
Esta información puede ser invaluable para los trabajadores de la salud y aquellos que intentan reutilizar / descubrir medicamentos efectivos contra enfermedades graves en pacientes con COVID-19, ya que puede ayudarlos a identificar objetivos en los que concentrarse y evitar buscar formas que no funcionen, como intentarlo. para prevenir la infección de células endoteliales. Los investigadores sugieren que apuntar a la respuesta inflamatoria es la mejor opción para prevenir la disfunción endotelial.
