Un estudio publicado en la revista científica Biomolecules, demostró por primera vez que la actividad enzimática y la expresión de dos tipos de metaloproteinasas o metaloproteasas, MMP-2 y MMP-8, aumentaron significativamente en los pulmones de los pacientes graves infectados con el SARS-CoV-2.

Esta especie de “tormenta” de enzimas favorece el proceso de inflamación exacerbada de los pulmones, lo que termina alterando las funciones de estos órganos. Normalmente, las metaloproteinasas (un grupo de enzimas que participan en el proceso de degradación de las proteínas) son importantes en la cicatrización y en el remodelado del tejido, pero, con una producción excesiva, es como si las mismas actuasen para lesionar a los pulmones.

En otros estudios ya se había comprobado que la respuesta hiperinflamatoria al COVID-19 se caracteriza por la “tormenta” de citoquinas que deriva en el síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA). Pero ahora, este grupo de científicos ha develado un mecanismo de desregulación de las metaloproteinasas que puede estar asociado a la formación de fibrosis en los órganos que deja secuelas en los pacientes.

Se analizaron muestras de líquido aspirado traqueal de 39 personas internadas con casos graves de COVID-19 e intubadas entre junio de 2020 y enero de 2021 en Unidades de Terapia Intensiva (UTI) de dos hospitales (Hospital Santa Casa de Misericordia y Hospital São Paulo) de Ribeirão Preto, en el interior del estado de São Paulo. También fueron incluidos 13 voluntarios críticos hospitalizados, pero por otras situaciones clínicas, para conformar el grupo de control, aparte de datos de proteomas de biopsias pulmonares de personas fallecidas como consecuencia de la enfermedad.

“Descubrimos que las metaloproteinasas actúan en los pulmones mediante dos mecanismos: por lesión tisular y al modular la inmunosupresión a través de la liberación de mediadores inflamatorios existentes en las membranas de las células, como el sHLA-G, un importante mediador de la respuesta inmune”, explica Carlos Arterio Sorgi, docente del Departamento de Química de la Facultad de Filosofía, Ciencias y Letras de Ribeirão Preto, de la Universidad de São Paulo (FFCLRP-USP), y uno de los autores corresponsales del estudio.

La lesión es causada cuando el tejido detecta un estímulo nocivo externo o un cuerpo extraño. En esas circunstancias, se produce una inflamación y, durante ese proceso, el escenario se modifica con el surgimiento de células de defensa que producen mediadores, que a su vez generan un estrés oxidativo descontrolado.

En el campus de la USP de Ribeirão Preto, Sorgi es uno de los coordinadores del consorcio de investigación ImunoCovid, una coalición multidisciplinaria de 11 investigadores de la USP y de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar) que trabajan en colaboración compartiendo datos y muestras.

Dicho consorcio, que cuenta con el apoyo de la FAPESP, es liderado por Lúcia Helena Faccioli, docente de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto (FCFRP-USP), quien también firma el artículo. Este trabajo contó con financiación de la Fundación en el marco de seis proyectos (20/05207-6, 14/07125-6, 20/08534-8, 20/05270-0, 14/23946-0 y 21/04590-3).

Asimismo, el grupo contó con la participación de la profesora Raquel Fernanda Gerlach, de la Facultad de Odontología de Ribeirão Preto (FORP-USP), experta en metaloproteinasas, quien comparte la corresponsalía del artículo. “El consorcio fue en busca de esa colaboración para lograr dar respuesta a las preguntas más complejas que surgieron en este caso”, comenta Sorgi.

Los resultados

Al analizar las muestras, los investigadores detectaron que las tasas de MMP-2 y MMP-8 fueron significativamente mayores en el aspirado traqueal de los pacientes con COVID-19 en comparación con aquellos no contaminados con el SARS-CoV-2. Asimismo, los individuos que fallecieron exhibían un nivel mayor de esas enzimas activas que los que sobrevivieron.

Durante la acción de las metaloproteinasas en los pulmones se liberan moléculas del sistema inmunitario de las membranas de las células, entre ellas sHLA-G y sTREM-1, responsables de provocar inmunosupresión en los órganos. En otras palabras, en lugar de estimular la inmunidad antiviral, el virus no encuentra resistencia en el organismo.

En la investigación, los datos demostraron que los niveles de sHLA-G y sTREM-1 se encontraban elevados en los pacientes con COVID-19. Tras una serie de pruebas, quedó demostrado que MMP-2 estaba implicada en la liberación de sHLA-G.

En 2020, otro estudio del consorcio ImunoCovid había apuntado que el monitoreo de las tasas de la proteína sTREM-1 en el plasma a partir de los primeros síntomas serviría como una herramienta importante de ayuda en la toma de decisiones de los equipos de salud y como un predictor de la evolución y el desenlace del COVID-19

De acuerdo con los resultados publicados en Biomolecules, los pacientes con la enfermedad también exhibieron un aumento de neutrófilos (un tipo de leucocitos encargados de la defensa del organismo, capaces de producir algunas metaloproteinasas y especies reactivas de oxígeno) en el conteo en los pulmones.

Si bien la base molecular de la inmunopatología del SARS-CoV-2 aún se desconoce, ya se ha determinado que la infección pulmonar está asociada a la hiperinflamación y al daño tisular. Las MMP son componentes cruciales de los procesos que llevan a la neumonía y al agravamiento de los casos de COVID-19.

Hasta ahora se venían estudiando las metaloproteinasas como biomarcadores de la enfermedad, tal como fue el caso de un artículo publicado el año pasado por otro equipo de investigadores de la USP de Ribeirão Preto en la revista Biomedicine & Pharmacotherapy.

En el trabajo dado a conocer ahora, esas moléculas aparecen en la patogénesis pulmonar como potencial blanco terapéutico. Según Sorgi, la idea es proseguir con el trabajo testeando en modelos animales un inhibidor de metaloproteinasas asociado a antiinflamatorios para intentar revertir el cuadro grave de COVID-19. Uno de esos fármacos es la doxiciclina, un antibiótico disponible en el mercado brasileño y que actualmente se aplica en el tratamiento de enfermedades tales como la fiebre tifoidea y la neumonía.

“Tendremos que empezar de cero. La idea es montar un nuevo proyecto, que comprenda colaboraciones con grupos internacionales para trabajar con modelos animales y después con aplicación clínica”, afirma el profesor.

mayo 15/2022 (Dicyt)

Existe prácticamente un consenso entre los científicos que indica que el agravamiento de la COVID-19 está relacionado con un desequilibrio de la respuesta inmune contra el SARS-CoV-2. Sin embargo, aún no se sabe exactamente qué componentes del sistema de defensa actúan en forma desregulada en esos casos, ni tampoco por qué. En un estudio dado a conocer en la plataforma medRxiv, científicos de la Universidad de São Paulo (USP), en Brasil, sugieren algunas respuestas referentes a una parte de este rompecabezas.

En el artículo en el que se hace referencia a dicho estudio, aún no revisado por pares, los autores describen de qué manera el contacto con el nuevo coronavirus altera el funcionamiento de los macrófagos, una especie de “barrenderos” del sistema inmunológico, encargados de eliminar por la vía de la fagocitosis los restos de las células muertas y de otras partículas extrañas presente en el organismo.

Mediante experimentos realizados in vitro, los científicos descubrieron que al incorporar células infectadas con el SARS-CoV-2 aún activo, los macrófagos empiezan a producir cantidades excesivas de moléculas pro inflamatorias, lo que puede hacer su aporte para disparar el cuadro que se conoce con el nombre de tormenta de citoquinas, que se observa en pacientes con la forma grave de la enfermedad. Asimismo, de acuerdo con este estudio, la fagocitosis de células muertas infectadas reduce hasta 12 veces la capacidad de los macrófagos para reconocer y remover otras células muertas que eventualmente surgen en su camino.

 “Millones de células mueren en nuestro organismo todos los días, y debe eliminárselas en forma eficiente. De lo contrario, podría interpretárselas como una señal de peligro o podrían generar autoantígenos, favoreciendo así el surgimiento de enfermedades autoinmunes. En los casos de pulmones afectados por el SARS-CoV-2, la remoción continua de las células muertas a cargo de los macrófagos resulta esencial para la regeneración del tejido. Y si la presencia del virus en las células fagocitadas subvierte esta función de los macrófagos, es posible que contribuya con el daño tisular extendido característico de la COVID-19”, dice Larissa Cunha, docente de la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP-USP) y coordinadora de la investigación, que contó con financiación de la FAPESP – Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo.

Las evidencias preliminares

Los primeros test descritos en el artículo se realizaron con dos linajes de células epiteliales –uno procedente de un pulmón humano (Calu-3) y otro de un riñón de mono (Vero CCL81, uno de los principales modelos empleados para el estudio del SARS-CoV-2)–, que fueron infectados in vitro con el nuevo coronavirus. Los investigadores observaron que esta infección activa en las células epiteliales un proceso conocido como apoptosis, un tipo de muerte celular programada que normalmente no suscita una respuesta inflamatoria en el organismo.

Simultáneamente, en otro conjunto de células epiteliales, los investigadores indujeron la apoptosis mediante radiación ultravioleta. Se extrajeron células apoptósicas de ambos grupos (infectadas con el coronavirus y expuestas a la radiación) y se las dispuso para que interactuasen con cultivos de macrófagos derivados de monocitos humanos (uno de los tipos de leucocitos presentes de la sangre).

Tal como era de esperarse, al fagocitar células muertas a causa de la radiación, los macrófagos asumieron un fenotipo antiinflamatorio, que favorece la reparación del tejido lesionado. En tanto, cuando incorporaban células que contenían virus SARS-CoV-2 aún viables (con capacidad de infectar otras células) esa programación se perdía y los macrófagos pasaban a secretar altas cantidades de moléculas pro inflamatorias tales como la interleuquina 6 (IL-6) y la interleuquina 1 beta (IL-1β).

 “Nuestros resultados suministran evidencias de que el engolfado de células moribundas que cargan SARS-CoV-2 viables altera la programación antiinflamatoria y resolutiva [de la inflamación] en dirección hacia un fenotipo inflamatorio. La exacerbada producción de citoquinas observada como respuesta a la incorporación de células muertas infectadas puede contribuir en la hiperinflamación asociada a la COVID-19”, afirman los autores en el artículo.

En detrimento de la eficiencia

Durante la siguiente etapa, se investigó qué sucedía con la expresión génica de los macrófagos luego de que estos fagocitaran células apoptósicas infectadas con el SARS-CoV-2. Se observó una merma en la expresión de genes claves para la actividad de las células de defensa, entre ellos, TIM4, SRA-I, CD36 e ITGB5. “Estos genes codifican receptores [proteínas] situados en la membrana de los macrófagos y reconocen una sustancia llamada fosfatidilserina, a la que se considera como la señal universal de la muerte celular”, comenta Cunha.

Tal como explica la investigadora, este fosfolípido suele estar presente en la parte interna de la membrana celular, pero cuando las células mueren, la fosfatidilserina pasa a la superficie exterior, y puede entonces ser detectada por los macrófagos mediante receptores tales como TIM4 y CD36. “Para promover una reparación eficiente de las lesiones y evitar la acumulación de material necrótico en el organismo, los macrófagos deben ser capaces de reconocer y remover constantemente células muertas, sin solución de continuidad. Con todo, nuestros experimentos demostraron que, al incorporar células apoptósicas que contienen SARS-CoV-2, esa capacidad de fagocitosis queda ostensiblemente reducida”, comenta Cunha.

Cuando se dispusieron las células epiteliales muertas por radiación en los cultivos de macrófagos, los que habían tenido contacto previo con células infectadas con el virus se mostraron 12 veces menos capaces de cumplir la función de limpieza. En otra prueba, se infectó un cultivo de macrófagos humanos con SARS-CoV-2 directamente. También en este caso se registró una merma de la actividad de fagocitosis, pero de tan solo dos veces.

Con células de pacientes

Análisis realizados en muestras sanguíneas de pacientes con la COVID-19 moderado o severo –extraídas durante el día de la internación– apuntaron altos niveles de moléculas pro inflamatorias tales como IL-6, IL-1β, además de interleuquina 8 (IL-8) e interleuquina 10 (IL-10). Al compararlas con la sangre de voluntarios sanos, también se observó un incremento de la proporción de monocitos circulantes (leucocitos que dan origen a los macrófagos) y, en este grupo de células, una mayor proporción de monocitos con fenotipo pro inflamatorio.

El análisis de expresión génica indicó que los monocitos de los pacientes con la COVID-19 expresaban en menor cantidad a los receptores CD36, SRA-I, ITGB5 y TIM4 cuando se los comparó con los monocitos de los voluntarios sanos. Y cuanto más graves eran los síntomas informados al momento del ingreso al hospital, más acentuada era la caída de la expresión de los receptores de fagocitosis, según los autores del artículo. En la prueba subsiguiente, los monocitos de los pacientes con la COVID-19 fueron “desafiados” in vitro con células apoptósicas de ratón. Tal como era de esperarse, fueron mucho menos eficientes en la tarea de limpieza que los monocitos aislados a partir de la sangre de voluntarios sanos.

Con la ayuda de herramientas de bioinformática, y en el marco de una colaboración con el profesor de la USP Helder Nakaya, los investigadores analizaron de nuevo los datos de expresión génica de estudios publicados anteriormente y disponibles en bancos públicos. Dicho análisis confirmó que, en los pacientes con la forma grave de la COVID-19, la merma en la expresión de los genes que promueven la fagocitosis de células muertas aparece mucho más acentuada que en los enfermos con síntomas leves.

Por último, se analizaron células de defensa infiltradas en muestras de pulmones de personas que murieron de la COVID-19, obtenidas mediante autopsias. “Observamos células mononucleares que habían sido reclutadas en la circulación para combatir al virus en los pulmones. También en este caso observamos una merma de la expresión de los receptores, lo cual sugiere que la capacidad de fagocitosis de esas células de defensa se encontraba comprometida”, comenta Cunha.

Según los autores, la falla en la remoción de las células muertas puede contribuir en el extenso daño de los tejidos que se observa en los pulmones de los pacientes con la COVID-19. “Entre otros factores, esto puede favorecer el surgimiento de las complicaciones respiratorias que desarrollan los individuos que padecen la forma grave de la enfermedad y aumentar la susceptibilidad a las infecciones bacterianas secundarias”, culminan.

Este trabajo contó con la participación del equipo del Centro de Investigaciones en Enfermedades Inflamatorias (CRID) –un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) de la FAPESP–, y de médicos e investigadores del Hospital de Clínicas de la 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.

mayo 04/2021 (Dicyt)

Los casos severos y fatales de COVID-19 exhiben un cuadro característico de inflamación sistémica que, más allá de sus efectos en los pulmones, deriva en el colapso de distintos órganos de los pacientes. Se trata de una reacción inflamatoria fuera de control con elevadas tasas de moléculas proinflamatorias circulantes en la sangre, una situación a la que se conoce con el nombre de tormenta de citoquinas. Esta respuesta inmunológica exacerbada tiende a provocar daños aún mayores que el propio virus.

Investigadores de la Universidad de São Paulo (USP) en su campus de Ribeirão Preto y de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), ambas de ciudades del estado de São Paulo, en Brasil, demostraron por primera vez que el proceso inflamatorio pulmonar, la tormenta de citoquinas y la gravedad de la enfermedad están asociados con el aumento exagerado de mediadores lipídicos (derivados del ácido araquidónico) y de la acetilcolina, una sustancia normalmente elaborada en el sistema nervioso central y que participa en la comunicación entre neuronas.

Este trabajo cuenta con el apoyo de la FAPESP – Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de São Paulo, en el marco de un proyecto en el cual se investigan biomarcadores y nuevos blancos terapéuticos para la COVID-19. Y los resultados a los que se hace aquí referencia salieron publicados en la plataforma medRxiv, en un artículo aún sin revisión por pares.

“Al encontrar una alta concentración de esos componentes moleculares en el suero de los pacientes con cuadros graves de COVID-19, podemos suponer que las células pulmonares y los leucocitos (del sistema inmunológico<9, además de citoquinas, liberan acetilcolina y ácido araquidónico y sus derivados. Esto constituyó una gran sorpresa, pues nunca se habían descrito estos compuestos lipídicos actuando en los pulmones debido a la COVID-19”, dice Lúcia Helena Faccioli, docente de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de Ribeirão Preto (FCFRP-USP).

Esta investigación forma parte de los objetivos del consorcio llamado ImunoCovid, una coalición multidisciplinaria que integran investigadores de la USP y uno de la UFSCar, aparte de profesionales de la salud del hospital Santa Casa de Misericordia y del Hospital São Paulo de Ribeirão Preto, quienes trabajan en colaboración y comparten datos y muestras.

De acuerdo con la investigadora, este hallazgo abre el camino hacia la concreción de nuevos estudios acerca de la participación de mediadores lipídicos en este tipo de inflamaciones, como así también hacia la determinación de posibles marcadores de la gravedad y del tratamiento de la COVID-19.

Aparte de los dos componentes moleculares, los investigadores de la USP identificaron una merma en la expresión de CD14 y CD36, glucoproteínas de la membrana de las células de defensa (leucocitos). Y también descubrieron que la aplicación de corticoides en el tratamiento de la inflamación genera una disminución de los niveles de acetilcolina, pero no interfiere en los del ácido araquidónico y sus derivados.

“De este modo, pese a que resulta beneficioso para muchos pacientes, el uso de corticoides en el tratamiento de la hiperinflamación no induce los mismos resultados con todos los enfermos. Por este motivo, y con base en lo que hemos observado en nuestro estudio, cabe sugerir que el tratamiento con corticoides comience lo antes posible con las personas hospitalizadas y que padezcan cuadros graves y críticos, en combinación con inhibidores del metabolismo del ácido araquidónico”, dice Faccioli.

Cabe hacer hincapié en que el uso inadecuado de corticoides puede traer aparejados riesgos relevantes para el organismo. Es importante buscar orientación médica en lo concerniente a la dosis, al período de comienzo y a la duración del tratamiento. La utilización de este tipo de medicamentos sin prescripción médica durante la fase viral de la enfermedad, antes de la fase inflamatoria, puede agravar la infección.

Un rompecabezas

Este descubrimiento aporta piezas importantes del rompecabezas de las diferentes moléculas actuando en cascada hasta que se produce la tormenta de citoquinas. En el marco de un estudio realizado por otro grupo de la USP, también en la localidad de Ribeirão Preto, ya había quedado demostrada la participación de un mecanismo inmunológico conocido como inflamasoma en este proceso.

Para determinar si la infección provocada por el virus SARS-CoV-2 alteraba el metabolismo de los mediadores lipídicos, el grupo de Faccioli realizó análisis mediante la aplicación de una técnica conocida con el nombre de espectrometría de masas de alta resolución. Los investigadores estudiaron el lipidoma (el conjunto de moléculas de origen lipídico) del plasma sanguíneo de pacientes con la COVID-19 y de voluntarios sanos. En total, 8 791 metabolitos de este tipo se encontraban presentes en al menos el 50 % del total de las muestras.

Luego los científicos realizaron un seguimiento de la producción de mediadores en el suero sanguíneo de 190 pacientes con la COVID-19 (de 16 a 97 años), de los cuales 43 estaban asintomáticos, 44 moderados, 54 graves y 49 críticos. De esta forma, fue posible estratificar a los enfermos en cuatro estadios o grados distintos de la infección: leves, moderados, graves y críticos. A estos datos se les suma el análisis de 39 participantes sanos y 13 hospitalizados sin COVID-19 (no infectados), que conformaron el grupo de control.

Los resultados de este estudio se confirmaron mediante el análisis de datos de expresión génica de biopsias pulmonares de pacientes infectados con el SARS-CoV-2 depositados en repositorios públicos y publicados que figuran en artículos científicos. Si bien se hacen necesarios nuevos estudios, los resultados abren nuevas perspectivas para el tratamiento del COVID-19.

febrero 15/2021 (Dicyt)

Puede leerse el artículo intitulado Cholinergic and lipid mediators crosstalk in Covid-19 and the impact of glucocorticoid therapy, en el siguiente enlace: www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.01.07.20248970v1.

La investigación recién publicada por Instituto tecnológico Technion y el hospital Rambam, indica que los tratamientos oncológicos hacen que el sistema inmune sea más resistente al SARS-CoV-2.

Se cree que el virus golpea más fuerte cuando convierte a la mejor defensa del cuerpo humano, el sistema inmunológico, en su propio enemigo, provocando una sobrerreacción inmune que puede ser letal, llamada tormenta de citoquina.

Los tratamientos anticancerígenos que reciben los pacientes en muchas ocasiones debilitan su sistema inmunológico y, paradójicamente, los investigadores creen que esto limita el impacto del virus precisamente porque la persona tratada tiene menor arsenal inmunológico en su cuerpo para volverse en su contra.

«Nuestra hipótesis es que, porque el sistema inmunológico está debilitado, la reacción al virus en estos pacientes es menor que en el resto de la población«, expresó el profesor Yuval Shaked, director del Centro Rapaport para investigación del cáncer en el Technion, en comunicado emitido por el referido instituto.

Muchos pacientes oncológicos, asintomáticos en COVID-19

El estudio publicado en la revista médica Cancers, indica que ninguno de los 8 000 pacientes oncológicos del hospital Rambam, en la ciudad norteña de Haifa, que tenían cita médica entre los meses de diciembre y junio, había sufrido de síntomas de coronavirus ni había sido diagnosticado con el virus.

Si los pacientes de cáncer reflejasen la media nacional del momento, el médico indicaba que habría apenas unas dos docenas de personas con coronavirus.

La sospecha de Shaked y su equipo no es que los pacientes con cáncer no se estuvieran contagiando, sino que se infectaban como los demás, pero estaban en mejor disposición de luchar contra el virus, hasta tal punto que eran asintomáticos.

Para probar su hipótesis, Shaked e Irit Ben-Aharon, directora del departamento de oncología de Rambam, llevaron a cabo un estudio de la sangre de 164 pacientes que estaban siendo sometidos a tratamiento activo anticancerígeno y 107 sanitarios, que actuaban como grupo de control. A todos se les hicieron pruebas de sangre en tres ocasiones diferentes.

Los investigadores encontraron que el ritmo de desarrollo de anticuerpos de COVID-19 en ambos grupos rondaba el 2 por ciento; para pacientes oncológicos era del 2,4 y para los del grupo de control, 1,94. Es decir, más del dos por ciento de pacientes con cáncer se habían contagiado del virus y lo habían superado sin darse cuenta de que así había sido.

Israel, el país con más contagios per cápita

Desde el comienzo de la pandemia la categorización de los pacientes oncológicos como grupo de riesgo, junto a los pacientes cardíacos, diabéticos y con obesidad extrema, ha hecho que muchos de ellos eviten ir a los hospitales y pospongan tratamientos y operaciones electivas, temiendo posibles contagios.

Los investigadores señalan que este estudio abre una ventana de mejor administración de la pandemia, sin embargo, dicen también que son necesarios más estudios, y más amplios, para corroborar sus datos.

Este miércoles Israel registra el mayor número de casos de COVID-19 diarios, con casi 7 000 nuevos contagios. El país está en confinamiento desde hace seis días y el coordinador nacional de la pandemia, Rony Ganzu, se ha quejado de la poca cooperación ciudadana.

Ante la deriva de la pandemia en el país, el gabinete del coronavirus está reunido sopesando si declara el estado de alarma nacional y cómo endurecerán las medidas de reclusión.

septiembre 27/2020 (Sputnik). Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

El primero, si está generando coágulos y, el segundo, si está presentando una “tormenta” de citoquinas. Si ambos elementos están presentes en una persona, pero son descubiertos de manera temprana, se puede proporcionar un tratamiento que le disminuya al individuo la posibilidad de entrar en un estado crítico.

Ya el personal científico del Centro de Investigación Hematología y Trastornos Afines (Cihata-UCR), junto con el Centro de Investigaciones en Enfermedades Tropicales (CIET-UCR), ha analizado a 26 pacientes del Hospital San Juan de Dios.

Si bien los científicos pretenden investigar de manera retrospectiva cuáles son los mejores indicadores para el monitoreo de pacientes graves, algunos resultados de los análisis ya están siendo usados por los médicos de cuidados intensivos para guiar el tratamiento.

Tal es el caso de la interleuquina 6, una de las seis citoquinas que están siendo valoradas por la UCR, y la cual juega un papel muy importante en la regulación de la función inmune y del proceso de coagulación.

La determinación de este tipo de sustancias, como las citoquinas, es importante porque podemos utilizar una terapia más dirigida en los pacientes, disminuir la mortalidad y también la disfunción de sus órganos como lo son los pulmones, el corazón, el hígado y el cerebro. El Cihata-UCR, de una manera muy gentil, se ofreció a realizar estas determinaciones de citoquinas y esto nos ha ayudado a guiar el tratamiento de manera más objetiva y eficaz, mencionó el Dr. Juan Ignacio Silesky Jiménez, jefe de la Unidad de Cuidados Intensivos del Hospital San Juan de Dios.

De acuerdo con el Dr. Silesky, con dichas pruebas se ha logrado la mejoría de estos pacientes. “Los requerimientos de soporte y los tratamientos disminuyeron. Lo que se hace es esperar que el mismo cuerpo termine de combatir el virus y los órganos restablezcan su función normal”, amplió el especialista.

Detrás del enemigo

Pero, ¿qué da pie a que un paciente con COVID-19 genere una tormenta de citoquinas y por qué su medición es importante? Para contestar esa pregunta se necesita volver a la fase inicial del contagio.

Cuando el SARS-CoV-2 entra al cuerpo humano, este activa su mecanismo de defensa e inicia una guerra para contrarrestar al patógeno infeccioso. Parte de esa lucha consiste en liberar unas proteínas conocidas como citoquinas encargadas de coordinar la respuesta inmune.

Sin embargo, en algunos pacientes graves con la enfermedad del COVID-19, el cuerpo produce citoquinas de forma excesiva como una manera desesperada para eliminar al enemigo. Como consecuencia, se genera lo que médicos y microbiólogos conocen como “tormenta” de citoquinas.

Lamentablemente, esta tormenta, en vez de ayudar, lo que hace es empeorar la salud de la persona y hasta generar una falla múltiple en los órganos que puede derivar en el fallecimiento.

“Esta sobre expresión de la inmunidad produce una inflamación en muchos órganos y es una de las causas de mortalidad de estos pacientes con COVID-19”, comentó el Dr. Silesky.

Si se quiere interpretar desde una perspectiva más gráfica, esa tormenta de citoquinas es algo similar a un “misil” generado por el propio organismo para atacar al enemigo. Pero, en el intento de contrarrestar al agente infeccioso, se originan daños colaterales: el tejido humano resulta lastimado.

 “Durante la progresión de la enfermedad se dan cambios en la concentración de citoquinas en la sangre. El medir esos cambios es una herramienta fundamental para el monitoreo de los pacientes hospitalizados por COVID-19 y también para evaluar la respuesta a los distintos tratamientos”, explicó el Dr. Javier Mora, microbiólogo del CIET-UCR.

En total, se están valorando una serie de citoquinas que se pueden clasificar en tres grupos. Las inflamatorias: IL-1beta, IL-6, TNF. Las citoquinas inflamatorias con capacidad antiviral: IFN-alfa, IFN-gama. Por último, están las citoquinas antiinflamatorias: IL-10, IL-38.

La idea de nosotros es ampliar pronto este panel para tener 10 citoquinas totales. Esto nos permitiría tener un mayor espectro de análisis y valorar cuáles son las más idóneas para que el personal médico pueda tomar decisiones. Todo esto, con el propósito de efectuar el abordaje terapéutico más conveniente para la persona. En este momento, ya los resultados de la interleuquina 6 están siendo usados para guiar algunos tratamientos, destacó el Dr. Mora.

Uno de esos abordajes es, justamente, la aplicación de un anticuerpo que bloquea el receptor de la interleuquina 6.

“Dichosamente, en algunos pacientes moderados en los cuales se logró determinar que estaban sufriendo de esta tormenta citoquínica de manera temprana, se les ofreció el tocilizumab, que es una sustancia que actúa sobre el funcionamiento de una de las interleuquinas que tienen mayor impacto en el paciente. En algunos de estos pacientes se ha tenido mejoría, han disminuido la progresión de la enfermedad, así como una menor probabilidad de que requieran ventilación de soporte e, incluso, su ingreso a cuidados intensivos”, explicó el Dr. Silesky.

Segundo enemigo

El paciente con COVID-19 en estado moderado o grave no solo se enfrenta a la “tormenta” de citoquinas. A su condición se le puede unir un problema adicional: la coagulación.

Los coágulos, en términos simples, son una masa producto de la unión de plaquetas, células y proteínas. Su función es sellar rupturas vasculares para evitar la pérdida de sangre.

El riesgo radica cuando se forman coágulos sanguíneos que viajan por el torrente y obstruyen alguna arteria del corazón, los riñones, los pulmones o el cerebro. Ese bloqueo detiene la circulación y genera los conocidos infartos y embolias.

Ahora, imagine que un paciente con COVID-19 presenta ambos escenarios (tormenta de citoquinas y coágulos). ¿El resultado? No es precisamente el más favorecedor.

La sangre en nuestro cuerpo se encuentra en estado de equilibro. Se ha visto que los pacientes con la enfermedad del COVID-19 rompen el equilibrio y lo llevan al extremo de formación de trombos. ¿Por qué? Básicamente, las infecciones despiertan una respuesta inmune. La reacción de esa respuesta se puede exacerbar y generar un aumento exagerado de citoquinas. Esa misma exacerbación de la respuesta inmune nos puede dar señales de la activación de la coagulación, afirmó la Dra. Mariela Solano Vargas, del Cihata-UCR.

Los análisis de coagulación se realizan con base en dos marcadores potenciales. Los marcadores más estudiados han sido el dímero D y el fibrinógeno, junto con una batería amplia de pruebas de coagulación.

En este caso particular, aún los médicos no están usando estos resultados para guiar el tratamiento, pues el objetivo primordial del Cihata-UCR es primero analizar a 20 pacientes para relacionar los resultados con las interleuquinas y evaluar cuáles son los mejores marcadores para los pacientes.

La idea de los análisis de coagulación de nosotros es ver si hay algún cambio asociarlo con las interleuquinas. Por eso, manejamos la misma muestra de sangre. Cuando tengamos los 20 pacientes, haremos un análisis profundo para ver cuáles marcadores son los más beneficiosos, afirmó la Dra. Solano.

Proceso complejo

La medición de las citocinas y los coágulos se realiza a partir de la extracción de una muestra de sangre. Las pruebas de coagulación miden los niveles del dímero D y el fibrinógeno, así como inhibidores de la coagulación, tiempos de coagulación, anticardiolipinas, anticoagulante lúpico y un panel de asociación genética de trombofilias.

En el caso de las citoquinas, la muestra se centrifuga y se obtiene el suero. De ese suero se evalúan seis proteínas distintas de manera simultánea por una técnica denominada citometría de flujo. Esta técnica consiste en usar esferas, con diferentes intensidades de fluorescencia, recubiertas con anticuerpos que reconocen específicamente a las diferentes citoquinas.

Posteriormente, se lleva a cabo un monitoreo las 48 horas y otro a las 96 horas. Luego, se efectúa una comparación entre su estado inicial y el avance en la respuesta inmunológica. Esto permite tener una herramienta de seguimiento y control, prevenir futuras complicaciones y probar la respuesta de futuros tratamientos.

De acuerdo con el Dr. Mora, si los resultados globales obtenidos son satisfactorios, esta iniciativa de acción social de la UCR podría extenderse a otros hospitales.

Cuando surge la pandemia, iniciamos como equipo de investigadores e investigadoras a trabajar sobre ideas que podían ofrecerse al hospital, pensando en colaborar en medio de la crisis que sabíamos que se podía venir. Iniciamos conversaciones sobre lo que se sabía hasta ese momento, los estudios publicados y desde la experiencia del Cihata para, posteriormente, hacer esta propuesta, comentó Carolina Boza Calvo, psicóloga clínica, en una publicación emitida el 25 de mayo por la Vicerrectoría de Acción Social.

julio 22/2020 (Dicyt)

Un sistema inmune envejecido o estresado puede atacar a los tejidos del mismo organismo y acelerar la aparición de diversas enfermedades asociadas a la edad. Así lo demuestran los resultados de un estudio publicado por la revista Science  y llevado a cabo por Hospital Universitario 12 de Octubre (i+12), el Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM), y la Universidad Autónoma.

Los resultados del trabajo, liderado María Mittelbrunn, investigadora del i+12 y del CBM, y profesora de la Universidad Autónoma de Madrid, ponen en evidencia que cuando los linfocitos T envejecen o se estresan desencadenan una gran tormenta de citoquinas, el armamento de estas células, que puede alcanzar diferentes tejidos y órganos, induciendo en ellos la activación de un programa de envejecimiento celular que se conoce como senescencia.

La aparición de células senescentes en diferentes tejidos provoca una predisposición a padecer diversas enfermedades, como enfermedades cardiovasculares, neuroinflamatorias, metabólicas o musculares.

Para llegar a estas conclusiones, los investigadores diseñaron un modelo animal en ratones en el que estos linfocitos envejecían de forma prematura y no sincronizada con el resto de células o tejidos. Así, en colaboración con Antonio Alcamí del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, realizaron experimentos con un virus de alta virulencia, el Ectromelia, que causa la viruela de este roedor. Los ratones jóvenes de este modelo que tenían su sistema inmune envejecido murieron durante los primeros días tras la infección, al igual que ratones normales muy viejos. Mientras tanto, todos los ratones normales jóvenes fueron capaces de sobrevivir.

Sin embargo, el hallazgo más llamativo ha consistido en comprobar que los ratones con su sistema inmune estresado, con el paso del tiempo tenían aspecto de envejecer prematuramente y desarrollaban distintos tipos de patologías. Concretamente, presentaban en un principio alteraciones cardiovasculares y perdían peso. Posteriormente, perdieron fuerza  muscular y, por último, presentaron alteraciones en la memoria y en el comportamiento.

En este sentido, la primera firmante del estudio, la investigadora Gabirela Desdin del i+12, observó que todas estas enfermedades aparecieron de forma mucho más temprana, en comparación con ratones normales, demostrando que las células del sistema inmune pueden desencadenar el envejecimiento del resto del cuerpo y favorecer la aparición de enfermedades asociadas a la edad.

En una segunda parte del estudio, este grupo de investigadores se propuso identificar algún tratamiento que pudiera retrasar la aparición de varias de estas enfermedades. Utilizaron para ello dos estrategias diferentes, una bloqueando una de las citoquinas de la tormenta que lanza el sistema inmune y, otra, previniendo la senescencia en los distintos tejidos. Ambas estrategias retrasaron la aparición de alguna de estas enfermedades.

Los descubrimientos alcanzados en el estudio, en el que también han participado científicos del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares, el Instituto Madrileño de Alimentación y la Universidad San Pablo-CEU, entre otros, demuestran que hay mecanismos comunes en los que está presente el sistema inmune que subyacen a un conjunto de enfermedades características de la edad.

Según Mittelbrunn, “ahora más que nunca sabemos la importancia de mantener nuestro sistema inmune sano, no solo para protegernos de infecciones o del cáncer, sino también para frenar la multimorbilidad que aparece con la edad”. Por todo ello, es urgente encontrar nuevas estrategias dirigidas a bloquear estos mecanismos comunes que podrían retrasar de forma simultánea un gran número de problemas de salud asociados a la edad.

mayo 22/2020 (Gaceta Médica)

Un estudio acaba de revelar que la interleuquina-3 (IL-3), un factor inflamatorio que se asocia con reacciones alérgicas, parece tener un papel importante en la reacción inmune abrumadora potencialmente mortal llamada sepsis.

Según recoge Sciences (doi: 10.1126/science.aaa4268), investigadores del Hospital General de Massachusetts, en Estados Unidos, han descubierto que la presencia de IL-3 es esencial para el desarrollo de la sepsis en un modelo de ratón de la enfermedad y que los niveles de IL-3 en enfermos  humanos con sepsis son más altos en los que están en mayor riesgo de morir.

«La sepsis es una condición extremadamente peligrosa que se lleva hasta medio millón de vidas en Estados Unidos cada año y millones en todo el mundo», recuerda el autor principal del estudio, Filip Swirski, del Centro para la Biología de Sistemas del Hospital General de Massachusetts.

«Nuestro trabajo muestra que, en respuesta a la infección, IL-3 promueve la producción de neutrófilos y monocitos inflamatorios, células inmunes que son las fuentes de la llamada tormenta de citoquinas que subyace en la sepsis», concreta.

La sepsis se produce cuando el sistema inmunológico reacciona de forma exagerada a una infección o lesión, produciendo niveles excesivos de moléculas de señalización llamadas citoquinas que atraen a las células inmunes. Los altos niveles de esas células secretan más citoquinas y esta tormenta de citoquinas recluta células aún más inmunes, alimentando un círculo vicioso.

En lugar de parar la infección inicial, los factores inmunes atacan los tejidos y órganos del cuerpo, causando insuficiencia orgánica y la muerte.

Muchos aspectos del mecanismo detrás de la sepsis se conocen poco y como se sabe que la IL-3 contribuye a la producción y proliferación de varios tipos de células blancas de la sangre –incluyendo las que producen factores implicados en la tormenta de citoquinas–, el equipo de Swirski investigó su potencial implicación en la sepsis.

Primero, los autores mostraron en un modelo de ratón del trastorno que la ausencia de IL-3 previno el desarrollo de la sepsis y redujo la producción de células y citoquinas inmunes asociada a la sepsis. Estos expertos también encontraron que la inyección de IL-3 en ratones en los que la expresión de este factor se había sido noqueado restauró su susceptibilidad a la sepsis y que el bloqueo de la interacción entre IL-3 y su receptor en las células inmunitarias redujo la producción de factores asociados a la sepsis.

Una búsqueda de la fuente de IL-3 que induce la sepsis reveló que fue producida por las células B en el bazo, el timo y los ganglios, células que resultaron ser las células B IRA, identificadas incialmente por el equipo de Swirski en 2012. Estas células también generan el factor de crecimiento GM-CSF; y sin GM-CSF derivado de células B IRA, los animales en los que se indujo la sepsis murieron con más rapidez y en mayor número que los animales de control.

Pero mientras que GM-CSF protegió contra la sepsis en el estudio anterior, IL-3 generado por la misma población de células elevó de la producción de citoquinas inflamatorias que agravan sepsis en la investigación actual, una observación que refleja el delicado equilibrio de las reacciones inmunes necesarias para defenderse contra la infección sin infligir el daño que conduce a la sepsis.

Para confirmar que los resultados observados en el modelo de ratón reflejan lo que podría suceder en pacientes humanos, los investigadores analizaron muestras de sangre de 60 enfermos con sepsis de un estudio previo y vieron que los niveles de IL-3 durante las primeras 24 horas después de la aparición de sepsis fueron mayores en los individuos que finalmente murieron.

Los científicos midieron prospectivamente los niveles de IL-3 y monocitos en otro grupo de 37 personas tratadas por sepsis, encontrando que la aparición de sepsis fue acompañada por un rápido incremento en los niveles de citoquinas y que los enfermos con los niveles más altos de IL-3 eran los que tenían más probabilidades de morir.

«Se han planteado interrogantes acerca de cómo de bien los ratones modelos de sepsis reflejan la enfermedad humana, pero nuestro estudio muestra que el papel de la IL-3 que hemos descubierto en ratones también es importante en los humanos», afirma Swirski, profesor asociado de Radiología en la Escuela de Medicina de Harvard, Estados Unidos.

«Como incluso las personas aparentemente sanas tienen algún nivel de IL-3 en la sangre, será importante investigar si los que poseen niveles más altos están en mayor riesgo de sepsis y otras complicaciones de la infección y de si dirigirse a IL-3 y las vías que controla podría ser un tratamiento para la sepsis», adelanta.

«En general, necesitamos entender mejor qué hace IL-3 en la sepsis y en otras enfermedades infecciosas y no infecciosas. En este momento estamos investigando si la IL-3 está implicada en lo que se llama la fase de supresión de la sepsis, lo que puede seguir a la fase inflamatoria inicial y poner a los pacientes en riesgo de desarrollar infecciones secundarias», concluye.

Marzo 13 / 2015 (JANO)