COVID-19 y cigarrillos: la exposición directa al humo aumenta la cantidad de células infectadas con SARS-CoV-2

Cómo el fumar incrementa las posibilidades de contagio, de gravedad de la enfermedad y de contraer patologías derivadas de larga duración ha sido la hipótesis de trabajo de un grupo de profesionales encabezado por Arunima Purkayastha, de la UCLA Children’s Discovery and Innovation Institute, Mattel Children’s Hospital UCLA, Departamento de Pediatría, Facultad de Medicina David Geffen de Los Ángeles.

En el desarrollo de su estudio verificaron que la exposición directa al SARS-CoV-2 y al humo del cigarrillo aumenta la gravedad de la infección y altera la respuesta de reparación de las vías respiratorias derivada de las células madre

El SARS-CoV-2 se dirige principalmente al tracto respiratorio. La enfermedad pulmonar grave por COVID-19 se ha asociado estrechamente con la edad avanzada, especialmente la edad mayor de 65 años. Entre estos adultos mayores hospitalizados, las afecciones médicas subyacentes se han asociado con COVID-19 grave, que incluyen hipertensión, obesidad, diabetes mellitus y enfermedad pulmonar crónica (Sanyaolu et al., 2020).

El Informe del Cirujano General de 1964 determinó que el humo del cigarrillo (CS) es la causa más importante de enfermedad pulmonar crónica, incluida la bronquitis crónica y el enfisema, además de causar cáncer de pulmón (Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE. UU., 2014). Mecánicamente, se ha demostrado que el cigarrillo reduce la inmunidad innata de la mucosa, lo que conduce a un aumento de la replicación viral.

Fumar no es indiferente al coronavirus

Dada la importancia del cigarrillo en el desarrollo de enfermedades pulmonares crónicas, se ha sugerido que puede ser un factor de riesgo significativo para COVID-19 grave. Es probable que la falta de claridad sobre el tema se deba a que ha habido una prevalencia menor de la esperada reportada en bases de datos retrospectivas y observacionales debido a la notificación incompleta del estado de tabaquismo en pacientes en situaciones de emergencia. Por lo tanto, algunos estudios no informaron un aumento en la enfermedad relacionada con el cigarrillo, mientras que los análisis más detallados de los datos demográficos mostraron un mayor riesgo de COVID-19 grave asociado con el hecho de fumar.

Además, un estudio reciente mostró que es un factor de riesgo de COVID-19 más grave entre los adultos jóvenes. Varios estudios han examinado la expresión de ACE2 en las vías respiratorias de los fumadores y encontraron que el cigarrillo aumenta su expresión. Sin embargo, no se han realizado estudios directos para examinar el efecto sobre el epitelio de las vías respiratorias en el contexto de la infección por SARS-CoV-2 y, por lo tanto, no ha quedado claro si el cigarrillo influye en la infección por SARS-CoV-2.

“Por lo tanto -explica Purkayastha-, desarrollamos un sistema para exponer cultivos epiteliales mucociliares humanos primarios en la interfaz aire-líquido (ALI) a CS y posteriormente infectamos los cultivos con SARS-CoV-2. Se ha demostrado que la exposición al CS de los cultivos de ALI imita la exposición aguda al CS in vivo observada en pacientes”. Encontraron un aumento en el número de células infectadas después de la exposición al cigarrillo y que la exposición aguda éste aumenta las células madre basales de las vías respiratorias (ABSC), mientras que la infección por SARS-CoV-2 evita la respuesta de reparación normal de dichas células.

También lograron detectar que la infección por coronavirus regula al alza a la respuesta al interferón, mientras que la exposición al humo del cigarrillo a corto plazo reduce la respuesta a esa sustancia, lo que sugiere que la modulación de la respuesta al interferón por el SARS-CoV-2 está causalmente relacionada con una infección más activa en culturas expuestas al humo. “De acuerdo con esta hipótesis, encontramos que el aumento inducido por afección al cigarrillo en la infección por SARS-CoV-2 podría anularse mediante el tratamiento con interferón β-1 exógeno”, afirma Purkayastha.

Nefasto para más de una dolencia

“La exposición al humo del cigarrillo aumenta la infección por SARS-CoV-2 en el epitelio de las vías respiratorias y el SARS-CoV-2 previene la respuesta de reparación mediada por células madre”, explicaron los profesionales en su documento. Al mismo tiempo sentenciaron que “fumar reduce la respuesta inmune innata en la infección por SARS-CoV-2 y el tratamiento con interferón anula la infección después de la exposición al humo del cigarrillo”.

Ha habido cierta controversia sobre si la exposición al humo aumenta la infectividad del SARS-CoV-2 y si esto podría conducir a una enfermedad más grave. “Nuestro modelo primario de cultivo de células epiteliales mucociliares humanas con exposición directa a la infección por CS y SARS-CoV-2 demuestra que la exposición a corto plazo en células primarias de las vías respiratorias humanas de pacientes previamente sanos que no eran fumadores crónicos conduce a un aumento de la infección”, afirma Purkayastha.

Sus datos sugieren dos mecanismos potenciales y sinérgicos para esto: inmunidad innata reducida de las células que conduce a una infección más activa y falta de ABSC para proliferar adecuadamente para la reparación de las vías respiratorias después de la infección, lo que podría conducir a un peor daño tisular y/o agotamiento de las células madre y aumento en células de las vías respiratorias expuestas a CS y SARS-CoV-2.

La reducción de la respuesta al interferón por fumar es un mecanismo por el cual el SARS-CoV-2 puede ingresar y replicarse más fácilmente en las células epiteliales. Curiosamente, los genes de respuesta al interferón en realidad fueron inducidos por el virus, lo que puede explicar por qué solo se ve un porcentaje bajo de células infectadas en los cultivos de ALI y por qué la mayoría de la población humana no desarrolla infecciones respiratorias graves.

“Nuestros datos sugieren que existen factores adicionales de la exposición al cigarrillo que podrían hacer que las células sean más vulnerables a la infección -afirma Purkayastha-. Por ejemplo, el aumento sinérgico de las células apoptóticas después de la exposición y la infección al CS sugiere que puede actuar con el virus para potenciar otras vías, como la respuesta al daño del ADN, para dañar el epitelio”.

También verificaron una reducción en la división celular en las ABSC que impidió la respuesta normal del huésped con la reparación y regeneración de las vías respiratorias. Este resultado contrasta con la lesión por fumar, donde las ABSC proliferan de manera robusta para reparar el epitelio de las vías respiratorias. A pesar de la lesión por fumar, la respuesta del SARS-CoV-2 fue dominante e impidió la respuesta normal de proliferación de ABSC.

El modelo de cultivo de células de ALI primaria humana proporciona un sistema útil para estudiar los efectos directos del cigarrillo en el epitelio de las vías respiratorias. “Nuestros experimentos examinaron directamente los efectos de la exposición fumadora a corto plazo en las vías respiratorias, lo que implica que los fumadores actuales corren el riesgo de sufrir una infección más grave -sentenció-. No está claro si los exfumadores tendrán el mismo riesgo de infección que los presentes, y esto es algo que queda por probar”.

El mayor número de células infectadas en los fumadores tiene implicaciones para una infección más grave, lo que resulta en un aumento de la dolencia pulmonar aunque los cultivos son de las vías respiratorias proximales, por lo que no pudieron evaluar directamente los efectos sobre el daño alveolar difuso o el síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA). “En general, nuestros datos proporcionan evidencia de la necesidad de tomar medidas de salud para dejar de fumar y reducir el COVID-19 grave”, concluyeron los especialistas.

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