HSCI, cómo el nuevo coronavirus ingresa al cuerpo

“Tan pronto como nos dimos cuenta de que el papel de estas proteínas había sido confirmado bioquímicamente, comenzamos a buscar para ver dónde estaban esos genes en nuestros conjuntos de datos existentes”

 

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Cómo el nuevo coronavirus entra en el cuerpo, explota las defensas inmunitarias

Los investigadores de HSCI José Ordovas-Montanes y Alex Shalek investigaron la biología de cómo el nuevo coronavirus infecta las células humanas .

  • Qué hicieron: El coronavirus entra en las células humanas mediante la unión con un receptor particular en la superficie celular. Para identificar los tipos de células específicas en el cuerpo que pueden ser infectados por el virus, los investigadores utilizaron la secuenciación de ARN de una sola célula para encontrar qué células expresan el receptor y una proteína auxiliar.
  • Qué encontraron: Los investigadores encontraron que tipos específicos de células en la nariz, pulmón e intestino delgado pueden estar infectados por el virus. También encontraron que las proteínas de interferón del sistema inmunitario aumentan la expresión del receptor, lo que en realidad podría conducir a más infección.
  • Por qué importa: El uso de los tipos de células específicos infectados por el virus para probar posibles tratamientos puede conducir a resultados más precisos. Los interferones se están probando actualmente como un tratamiento potencial para COVID-19, y todavía no está claro si podrían ayudar o hacer más daño que bien.
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¿Qué hace que el SARS-CoV-2, el virus detrás de COVID-19, sea una amenaza? Un nuevo estudio realizado por investigadores de HSCI señala los tipos de células probables que infecta el virus. Inesperadamente, también muestra que una de las principales defensas inmunes del cuerpo contra las infecciones virales en realidad puede ayudar al virus a infectar esas mismas células.

La investigación fue dirigida por José Ordovas-Montanes, miembro principal de la facultad de HSCI en el Boston Children’s Hospital, y Alex Shalek, miembro afiliado de la facultad de HSCI en el Instituto de Tecnología de Massachusetts. El estudio fue publicado en la revista Cell.

Los hallazgos del investigador ayudarán a enfocar los esfuerzos para comprender lo que el SARS-COV-2 hace en el cuerpo, por qué algunas personas son más susceptibles y la mejor manera de buscar tratamientos.

Alex Shalek

Múltiples modelos de investigación.   Cómo el nuevo coronavirus entra en el cuerpo     Cómo el nuevo coronavirus entra en el cuerpo 

Cuando se supo la noticia de un nuevo coronavirus en China, Ordovas-Montanes y Shalek ya habían estado estudiando diferentes tipos de células del sistema respiratorio humano y el intestino. También habían reunido datos de primates y ratones.

En febrero, comenzaron a sumergirse en estos datos.   Cómo el nuevo coronavirus entra en el cuerpo       Cómo el nuevo coronavirus entra en el cuerpo 

“Comenzamos a observar las células de los tejidos, como el revestimiento de la cavidad nasal, los pulmones y el intestino, en función de los síntomas informados y de dónde se detectó el virus”, dijo Ordovas-Montanes. “Queríamos proporcionar la mejor información posible en todo nuestro espectro de modelos de investigación”.

Células susceptibles a COVID-19 

Cómo el nuevo coronavirus entra en el cuerpo

Investigaciones recientes han encontrado que el SARS-CoV-2 utiliza un receptor celular humano llamado ACE2 para ingresar a las células, ayudado por una enzima llamada TMPRSS2. Eso llevó a los investigadores a hacer una pregunta simple: ¿qué células del tejido respiratorio e intestinal expresan tanto ACE2 como TMPRSS2?

Para abordar esta pregunta, el equipo recurrió a la secuenciación de ARN de una sola célula, que identifica qué genes se expresan en células individuales. Descubrieron que solo un pequeño porcentaje de las células respiratorias e intestinales humanas producen tanto ACE2 como TMPRSS2. Esas células se dividen en tres tipos: células en la nariz que secretan moco, células pulmonares que ayudan a mantener los sacos aéreos y células que recubren el intestino delgado y participan en la absorción de nutrientes.

Los datos de primates no humanos mostraron un patrón similar de células susceptibles.

“Muchas líneas celulares respiratorias existentes pueden no contener la combinación completa de tipos de células, y pueden pasar por alto los tipos que son relevantes”, dijo Ordovas-Montanes. “Una vez que comprenda qué células están infectadas, puede comenzar a preguntar: ¿Cómo estas células ¿Hay algo dentro de estas células que sea crítico para el ciclo de vida del virus?

Añadió: “Con modelos celulares más refinados, podemos realizar mejores pantallas para encontrar qué fármacos existentes se dirigen a esa biología, proporcionando un trampolín para entrar en ratones o primates no humanos”.

Interferón: ¿útil o dañino?

Además de identificar los tipos de células susceptibles al COVID-19, los investigadores encontraron que el gen ACE2 es estimulado por el interferón, una de las principales defensas inmunes del cuerpo cuando detecta un virus. Las proteínas de interferón en realidad activaron el gen ACE2 a niveles más altos, potencialmente dando al virus nuevos portales para ingresar.

“ACE2 es fundamental para proteger a las personas durante varios tipos de lesiones pulmonares”, dijo Ordovas-Montanes. “Cuando aparece ACE2, generalmente es una respuesta productiva. Pero dado que el virus usa ACE2 como objetivo, especulamos que podría estar explotando esa respuesta protectora normal”.

Los interferones se están probando actualmente como un tratamiento potencial para COVID-19. Todavía no está claro si podrían ayudar o hacer más daño que bien.

“Podría ser que en algunos pacientes, debido al momento o la dosis, el interferón puede contener el virus, mientras que en otros, el interferón promueve más infección”, dijo Ordovas-Montanes. “Queremos entender mejor dónde se encuentra el equilibrio y cómo podemos mantener una respuesta antiviral productiva sin producir más células diana para que el virus infecte”.

Esfuerzo comunitario

Los investigadores también quieren explorar qué está haciendo el virus en las células a las que se dirige y estudiar muestras de tejido de niños y adultos para comprender por qué el COVID-19 suele ser menos grave en las personas más jóvenes.

“Este ha sido un esfuerzo increíble de la comunidad, no solo dentro de Boston, sino también con colaboradores de todo el mundo que han compartido sus datos no publicados para tratar de hacer que la información potencialmente relevante esté disponible lo más rápido posible”, dijo Shalek. “Es inspirador ver cuánto se puede lograr cuando todos se unen para abordar un problema”.

Lee mas

La versión original de esta historia fue publicada en el sitio web del Boston Children’s Hospital el 24 de abril de 2020.

Artículo fuente: Ziegler, CGK, Allon, SJ, Nyquist, SK, Mbano, IM, et al. (2020). El receptor ACE2 del SARS-CoV-2 es un gen estimulado por interferón en las células epiteliales de las vías respiratorias humanas y se detecta en subconjuntos celulares específicos a través de los tejidos . Célula. DOI: 10.1016 / j.cell.2020.04.035

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