¿Cómo intentan repararse a sí mismos los pulmones ante la COVID? Primer “atlas celular” da información

Durante la investigación, los expertos, de varios hospitales y centros de investigación, observaron la forma en que responden los pulmones a la infección y sus intentos infructuosos por transdiferenciar células destruidas por el virus.

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Madrid, 4 de mayo (Europa Press).- Científicos de varios hospitales y centros de investigación han demostrado lo que ocurre en las células individuales de los pacientes que murieron de COVID-19. En un estudio publicado en la revista científica Nature, los investigadores describen cómo las células infectadas de múltiples órganos mostraron una serie de cambios moleculares y genómicos.
Además, también observaron signos de múltiples e infructuosos intentos de los pulmones por repararse a sí mismos en respuesta a la insuficiencia respiratoria, que es la principal causa de muerte en los pacientes con COVID-19.
“Se siente realmente la tragedia de la enfermedad cuando se ve ese resultado. El pulmón intenta todo lo que tiene a su alcance, y sigue sin poder arreglarse. Este ha sido un estudio muy emotivo. Estamos agradecidos a los pacientes y a las familias que aceptaron donar tejido para la investigación de la COVID-19 con el fin de ayudar a avanzar en la comprensión de esta devastadora enfermedad”, explica Aviv Regev, coautor del estudio y miembro del Instituto Broad del MIT y la Universidad de Harvard (Estados Unidos).

A study in Nature generated single-cell atlases of 23 lung, 16 kidney, 16 liver and 19 heart COVID-19 autopsy donor tissue samples. The dataset explains the impact of severe SARS-CoV-2 infection, a key step towards new treatments. https://t.co/OVXNdLawnM pic.twitter.com/Dt0nN4qtdG
— Nature (@nature) May 4, 2021
Los investigadores estudiaron el tejido obtenido en las autopsias de 17 personas que sucumbieron a la COVID-19 y fueron atendidas en el Centro Médico Beth Israel Deaconess, el Hospital Brigham and Women’s y el Hospital General de Massachusetts. El equipo investigó cómo el virus del SARS-CoV-2 interfiere en la función de las células y sus programas genéticos. Utilizaron datos de secuenciación de ARN unicelular de muestras de tejido tomadas de 11 sistemas de órganos (incluidos los pulmones, el corazón, el hígado y los riñones) para construir un completo “atlas celular” de cientos de miles de células individuales que muestra cómo la COVID-19 puede provocar el fallo y la muerte de los órganos.
Ahora, este atlas celular está disponible de forma gratuita y abierta para que otros científicos lo exploren. También crearon un biobanco de 420 muestras de autopsias que puede utilizarse para otros estudios de COVID-19.

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ESTRAGOS EN LOS PULMONES
El conjunto más amplio de hallazgos se produjo en los pulmones. Los científicos estaban asombrados por el alcance de los cambios en los programas genéticos que encontraron allí. “El virus causa estragos en los pulmones y lo vemos en las células”, apunta Regev.
Una de las principales causas del daño pulmonar por COVID-19 es la destrucción de las células AT1, que permiten la respiración y la transferencia de gases. Los científicos descubrieron que, a medida que las células AT1 morían, las células pulmonares relacionadas, llamadas AT2, intentaban convertirse en células AT1 mediante un proceso denominado transdiferenciación. Pero este intento se detuvo a mitad de camino, dejando a las células en un estado intermedio que suele observarse en pacientes con otras enfermedades pulmonares, como la fibrosis pulmonar.
En un último intento de autorreparación, los pulmones trataron de convertir en células AT1 células de la parte superior de las vías respiratorias, conocidas como células progenitoras basales intrapulmonares. Este intento de transdiferenciación sólo se había observado anteriormente en modelos de ratón.
Una enfermera atiende a un paciente de COVID-19 en la UCI del hospital público Charles Nicolle, el jueves 15 de abril de 2021 en Rouen, Francia. Foto: Christophe Ena, AP
Los resultados sugieren que la insuficiencia pulmonar de los pacientes se debe a la incapacidad de las células pulmonares para superar el daño causado por el virus cuando las células intentan regenerarse.
TAMBIÉN FUERA DE LOS PULMONES
El estudio también describe cómo el virus afecta a otros tejidos fuera de los pulmones. Un hallazgo sorprendente fue que, aunque el corazón sufrió un daño significativo y mostró evidencias de programas genéticos alterados en muchos tipos de células diferentes, había muy poco ARN viral en el propio tejido cardíaco. “Si eso significa que el virus ya había sido eliminado o que el corazón fue un daño colateral es un área para seguir investigando”, detalla Regev.

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Los investigadores también examinaron 27 genes diferentes que estudios anteriores de asociación del genoma completo habían relacionado con la COVID-19 grave. En el nuevo estudio, se centraron en un puñado de genes que se expresaban en gran medida en tipos de células clave, especialmente en las de los pulmones infectados. Este hallazgo ayuda a reducir la lista de posibles factores genéticos de la enfermedad grave y destaca los tipos de células que pueden ser más relevantes en la COVID-19 grave.
El equipo planea ahora terminar de analizar los demás tejidos de la autopsia, como el cerebro, el bazo y la tráquea, para obtener una imagen más completa de la patología de la COVID-19 y proporcionar un recurso para futuros estudios.

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