Primeros perfiles moleculares de las infecciones graves por COVID-19
Publicado en por el Dr. Francis Collins
Para garantizar que las personas con enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) reciban la atención que necesitan, sería útil que un simple análisis de sangre pudiera predecir tempranamente qué pacientes tienen más probabilidades de progresar a una enfermedad grave y potencialmente mortal, y cuáles son más Es probable que se recupere sin mucha necesidad de intervención médica. Ahora, los investigadores han proporcionado algunas de las primeras pruebas de que tal prueba podría ser posible.
Tiannan Guo, Universidad de Westlake,
Esta posibilidad tentadora proviene de un estudio publicado recientemente en la revista Cell . En este estudio, los investigadores tomaron muestras de sangre de personas con COVID-19 leve a grave y las analizaron en busca de casi 2,000 proteínas y metabolitos [1]. Sus análisis detallados revelaron cientos de cambios moleculares en la sangre que diferenciaban los síntomas más leves de COVID-19 de las enfermedades más graves. Además, descubrieron que podían entrenar una computadora para usar la proteína más informativa y predecir la gravedad de la enfermedad con un alto grado de precisión.
Los hallazgos provienen del laboratorio de Tiannan Guo, Universidad de Westlake, provincia de Zhejiang, China. Su equipo reconoció que, si bien hemos aprendido mucho sobre los síntomas clínicos de COVID-19 y la propagación de la enfermedad en todo el mundo, se sabe mucho menos sobre las características moleculares subyacentes de la afección. También sigue siendo misterioso lo que distingue al 80 por ciento de las personas infectadas sintomáticas que se recuperan con poca o ninguna necesidad de atención médica del otro 20 por ciento, que padecen enfermedades mucho más graves, incluida dificultad respiratoria que requiere oxígeno o incluso intervenciones médicas más significativas. Primeros perfiles moleculares de las infecciones graves por COVID-19
Universidad de Westlake,
En busca de pistas, Guo y sus colegas analizaron cientos de cambios moleculares en muestras de sangre recolectadas de 53 personas sanas y 46 personas con COVID-19, incluidas 21 con enfermedad grave que involucra dificultad respiratoria y disminución de los niveles de oxígeno en sangre. Sus estudios arrojaron más de 470 proteínas y metabolitos que diferían en personas con COVID-19 en comparación con personas sanas. De ellos, los niveles de aproximadamente 300 se asociaron con la gravedad de la enfermedad.
Tiannan Guo, Universidad de Westlake
Un análisis posterior reveló que la mayoría de las proteínas y metabolitos en la lista están asociados con la supresión o desregulación de uno de los tres procesos biológicos. Dos procesos están relacionados con el sistema inmunitario, incluidas las respuestas inmunitarias tempranas y la función de las células inmunes captadoras particulares llamadas macrófagos. El tercero se refiere a la función de las plaquetas, que son fragmentos celulares pegajosos en forma de disco que juegan un papel esencial en la coagulación de la sangre. Tales conocimientos biológicos podrían ayudar a allanar el camino para nuevas formas potencialmente efectivas de tratar el COVID-19 en el futuro. Primeros perfiles moleculares de las infecciones graves por COVID-19
A continuación, los investigadores recurrieron al «aprendizaje automático» para explorar la posibilidad de que tales cambios moleculares también pudieran usarse para predecir COVID-19 leve versus grave. El aprendizaje automático implica el uso de computadoras para discernir patrones, o firmas moleculares, en grandes conjuntos de datos que un ser humano no podría identificar fácilmente. En este caso, la pregunta era si la computadora podía «aprender» a diferenciar entre COVID-19 leve y grave basándose solo en datos moleculares.
Sus análisis mostraron que una computadora, una vez entrenada, podía diferenciar COVID-19 leve y severo basado en solo 22 proteínas y 7 metabolitos. Su modelo clasificó correctamente a todas las personas menos una en el conjunto de entrenamiento original, con una precisión de aproximadamente el 94 por ciento. Y lo más importante, en otras pruebas de validación prospectivas, confirmaron que este modelo identificaba con precisión COVID-19 leve versus grave en la mayoría de los casos.
Si bien estos hallazgos son ciertamente alentadores, hay mucho más trabajo por hacer. Será importante explorar estas firmas moleculares en muchas más personas. También será crítico averiguar qué tan temprano en el curso de la enfermedad surgen tales firmas reveladoras. Mientras esperamos esas respuestas, encuentro estímulo en todo lo que estamos aprendiendo, y seguiremos aprendiendo, sobre COVID-19 cada día.
Referencia :
[1] Caracterización proteómica y metabolómica de sueros de pacientes con COVID-19 . Shen B y colab. Célula. 28 de mayo de 2020. [Epub antes de la publicación]
Enlaces :
Coronavirus (COVID-19 ) (NIH)
Exámenes de sangre (Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre / NIH)
Tiannan Guo Lab (Universidad de Westlake, provincia de Zhejiang, China)