El estudio determinó que las células multiciliadas del epitelio nasal son las primeras a las que se dirige la infección temprana por COVID-19. Esto implica que dirigirse a estas células mediante tratamientos específicos, como por ejemplo a través de espray nasal, puede ser una estrategia eficaz para frenar la infección en las primeras fases.
Madrid, 2 de julio (EuropaPress).- La replicación del SARS-CoV-2 se dirige a las células ciliadas nasales en las primeras etapas de la infección por COVID-19. El establecimiento de la inmunidad de la mucosa nasal contra el SARS-CoV-2 a través de una vacuna nasal podría ser la forma más eficaz de combatir la infección por COVID-19, según un estudio.
Comprender cómo se produce la infección vírica puede proporcionar pistas importantes para que los investigadores desarrollen estrategias de prevención de la transmisión vírica y desarrollen agentes terapéuticos y vacunas eficaces.
El SARS-CoV-2, el agente causante de la COVID-19, entra en las células del huésped a través de la interacción entre la proteína de espiga del virus y el dominio de unión al receptor extracelular de la ACE2. La entrada del virus en las células se completa con varias proteasas, que permiten que las membranas viral y celular se fusionen.
Aunque se sabe que el tracto respiratorio superior se ve comprometido en la fase inicial de la infección, aún no se han identificado los tipos exactos de células que el virus infecta en la fase más temprana.
SARSCoV2 preferentially targets the nasal passages' ciliated cells early in the infection process where the virus replicates prolifically https://t.co/BXi8zI3FtO via @medical_xpress
— delthia ricks 🔬 (@DelthiaRicks) July 1, 2021
Dirigidos por el director KOH Gou Young, los científicos del Centro de Investigación Vascular del Instituto de Ciencias Básicas de Corea del Sur han descubierto recientemente los procesos que intervienen en las fases más tempranas de la infección por COVID-19.
El grupo lo ha conseguido combinando la tinción por inmunofluorescencia (IFS) y la secuenciación de ARN unicelular (scRNA-seq) de las moléculas que intervienen en el proceso de entrada del virus. De este modo, Koh y sus colegas identificaron la diana exacta del coronavirus a nivel celular comparando los resultados de los sujetos infectados con COVID-19 con los de los controles sanos.
Los investigadores buscaron primero la presencia de ACE2, TMPRSS2 y FURIN, que son las moléculas predominantes relacionadas con la entrada del SARS-CoV-2, en las superficies de varios tipos de células del epitelio nasal. Se descubrió que estas proteínas estaban presentes en grandes cantidades en las células ciliadas.
Además, las caras apicales (superiores) de estas células mostraban niveles más altos de estas moléculas en comparación con la cara basal (inferior). Los niveles de estas proteínas eran más altos en las células multiciliadas completamente diferenciadas. Por otro lado, las proteínas de entrada del virus no se encontraron en las células epiteliales indiferenciadas ni en las células secretoras, como las células caliciformes.
A continuación, los investigadores estudiaron más a fondo estas células epiteliales nasales utilizando scRNA-seq y visualizaron las células en diferentes grupos utilizando UMAP. Se recogieron muestras de cuatro pacientes el primer día de su diagnóstico de COVID-19, que se compararon con dos muestras de donantes sanos.
Se descubrió que la fracción de células multiciliares estaba muy reducida en las muestras de los pacientes infectados, mientras que había un aumento de las células secretoras y de las células diferenciadoras. Esto indicaba que las células multiciliares eran las primeras en ser atacadas y eliminadas por el virus, que luego son sustituidas por los últimos tipos de células.
El estudio también midió el nivel de transcripciones de ARNm del SARS-CoV-2 dentro de los distintos tipos de células. Entre todas las células epiteliales de los pacientes infectados por COVID-19, el 38 por ciento de las células fueron etiquetadas como células SARS-CoV-2hi. Hasta el 75 por ciento de los genes detectados en estas células eran de origen viral, en comparación con menos del 1% para otros grupos de células.
Esto significa que estas células sirven como fábricas principales para la producción masiva de virus SARS-CoV-2. Aunque no fue posible identificar directamente estas células mediante RNA debido a que producen principalmente ARNm viral, los investigadores emplearon un análisis de pseudotrayectoria temporal para predecir sus trayectorias de diferenciación.
La trayectoria de diferenciación mostró que las células del SARS-CoV-2 probablemente se originaron a partir de células ciliadas. Otros análisis de IFS en las muestras de los pacientes infectados determinaron de forma concluyente que hasta el 85 por ciento de las fábricas de SARS-CoV-2 eran en realidad células multiciliadas.
Este estudio pudo determinar que las células multiciliadas del epitelio nasal son las primeras células a las que se dirige la infección temprana por COVID-19. Esto implica que dirigirse a estas células mediante tratamientos específicos, como por ejemplo a través de espray nasal, puede ser una estrategia ideal para frenar la infección por COVID-19 en las primeras fases.
