Dos tipos específicos de células nasales fueron identificados por una red internacional de investigadores, como probables puntos de infección inicial para el coronavirus COVID-19. Los científicos descubrieron que las células caliciformes y ciliadas en la nariz tienen altos niveles de proteínas de entrada que el virus SARS-CoV-2 usa para ingresar a nuestras células, lo que podría ayudar a explicar la alta tasa de transmisión.
El trabajo internacional colaborativo fue desarrollado por investigadores del Instituto Wellcome Sanger, el Centro Médico Universitario de Groninga, la Universidad de la Costa Azul y el CNRS, Niza y sus colaboradores, como parte de la Red Biológica del Pulmón del Atlas de Células Humanas.
La investigación predice cómo se regula una proteína de entrada clave con otros genes del sistema inmunitario y revela objetivos potenciales para el desarrollo de tratamientos para reducir la transmisión. El estudio fue publicado por la revista científica Nature Medicine, y constatada por Science es parte de un esfuerzo internacional en curso para utilizar los datos del Human Cell Atlas para comprender la infección y la enfermedad que el 11 de marzo fue declarada pandemia por la Organización Mundial de la Salud (OMS).
La nueva enfermedad por coronavirus (COVID-19) afecta los pulmones y las vías respiratorias. Los síntomas del paciente pueden ser similares a los de la gripe, como fiebre, tos y dolor de garganta, mientras que algunas personas pueden no experimentar síntomas pero aún tienen el virus transmisible. En los peores casos, el virus causa neumonía que finalmente puede conducir a la muerte. Se cree que el virus se transmite a través de las gotas respiratorias producidas cuando una persona infectada tose o estornuda. Hasta ahora, el virus se ha extendido a más de 184 países y se ha cobrado más de 212.000 vidas.
Los científicos de todo el mundo están tratando de comprender exactamente cómo se propaga el virus, para ayudar a prevenir la transmisión y desarrollar una vacuna. Si bien se sabe que el virus que causa la enfermedad COVID-19, conocido como SARS-CoV-2, utiliza un mecanismo similar para infectar nuestras células como un coronavirus relacionado que causó la epidemia de SARS de 2003, los tipos de células exactos involucrados en la nariz no se habían señalado previamente con una llave de entrada clave.
Para descubrir qué células podrían estar involucradas en la transmisión de COVID-19, los investigadores analizaron múltiples conjuntos de datos del consorcio Human Cell Atlas (HCA) de secuenciación de ARN de células individuales, de más de 20 tejidos diferentes de personas no infectadas. Estos incluyeron células del pulmón, cavidad nasal, ojo, intestino, corazón, riñón e hígado. Los investigadores buscaron qué células individuales expresaron las dos proteínas de entrada clave que utiliza el virus COVID-19 para infectar nuestras células.
El doctor Waradon Sungnak, el primer autor en el artículo del Instituto Wellcome Sanger, manifestó: “Encontramos que la proteína receptora - ACE2 - y la proteasa TMPRSS2 que pueden activar la entrada de SARS-CoV-2 se expresan en células en diferentes órganos, incluyendo las células en el revestimiento interno de la nariz. Luego revelamos que las células caliciformes productoras de moco y las células ciliadas en la nariz tenían los niveles más altos de estas dos proteínas del virus COVID-19, de todas las células en las vías respiratorias. la ruta de infección inicial más probable para el virus”.
El doctor Martijn Nawijn, del Centro Médico de la Universidad de Groningen en los Países Bajos, afirmó, en nombre de la Red Biológica Pulmonar HCA: “Esta es la primera vez que estas células particulares en la nariz se han asociado con COVID-19. Si bien hay muchos factores que contribuyen a la transmisibilidad del virus, nuestros hallazgos son consistentes con las rápidas tasas de infección del virus observadas hasta ahora. La ubicación de estas células en la superficie del interior de la nariz las hace altamente accesibles al virus y también pueden ayudar con la transmisión a otra gente.”
Las dos proteínas de entrada clave ACE2 y TMPRSS2 también se encontraron en las células de la córnea del ojo y en el revestimiento del intestino. Esto sugiere otra posible ruta de infección a través de los conductos oculares y lagrimales, y también reveló un potencial de transmisión fecal-oral.
Cuando las células se dañan o combaten una infección, se activan varios genes inmunes. El estudio mostró que la producción del receptor ACE2 en las células nasales probablemente se activa al mismo tiempo que estos otros genes inmunes.
El trabajo se llevó a cabo como parte del consorcio mundial Human Cell Atlas, que tiene como objetivo crear mapas de referencia de todas las células humanas para comprender la salud y la enfermedad. Más de 1.600 personas en 70 países están involucradas en la comunidad HCA, y los datos están abiertamente disponibles para los científicos de todo el mundo.
La doctora Sarah Teichmann, autora principal del Instituto Wellcome Sanger y copresidenta del Comité Organizador de HCA, dijo: "A medida que estamos construyendo el Atlas de células humanas, ya se está utilizando para comprender COVID-19 e identificar cuáles de nuestras células son fundamentales para la infección y la transmisión iniciales. Esta información se puede utilizar para comprender mejor cómo se propaga el coronavirus. Saber qué tipos de células exactos son importantes para la transmisión del virus también proporciona una base para desarrollar tratamientos potenciales para reducir la propagación del virus ".
La red mundial de biología pulmonar HCA continúa analizando los datos para proporcionar información adicional sobre las células y los objetivos que probablemente estén involucrados en COVID-19, y relacionarlos con las características del paciente.
El profesor Sir Jeremy Farrar, director de Wellcome, concluyó: “Al identificar las características exactas de cada tipo de célula, el Human Cell Atlas está ayudando a los científicos a diagnosticar, controlar y tratar enfermedades, incluido COVID-19, de una manera completamente nueva. Investigadores de todo el mundo están trabajando a un ritmo sin precedentes para profundizar nuestra comprensión de COVID-19, y esta nueva investigación es un testimonio de esto. Colaborar a través de las fronteras y compartir abiertamente la investigación es crucial para desarrollar diagnósticos, tratamientos y vacunas efectivos rápidamente, asegurando que ningún país se quede atrás”.
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