Los científicos del Instituto de Salud de Berlín BIH, Charité - Universitätsmedizin Berlin y la Clínica Thorax en el Hospital de la Universidad de Heidelberg, cuya colaboración se lleva a cabo bajo los auspicios del Centro Alemán de Investigación Pulmonar DZL, han examinado muestras depacientes no infectados por virus para determinar qué células de los pulmones y los bronquios son objetivos para la infección por nuevos coronavirus SARS-CoV-2. Descubrieron que el receptor de este coronavirus se expresa abundantemente en ciertas células progenitoras. Estas células normalmente se desarrollan en vías respiratoriascélulas del tracto revestidas con proyecciones similares a pelos llamadas cilios que barren la mucosidad y las bacterias de los pulmones. Los científicos ahora han publicado sus hallazgos en El diario EMBO .
El profesor Roland Eils y sus colegas de la Clínica Thorax en Heidelberg inicialmente tenían la intención de estudiar por qué el cáncer de pulmón a veces ocurre en personas que nunca han fumado. Comenzaron analizando muestras de doce pacientes con cáncer de pulmón. Estas muestras se obtuvieron del Heidelberg Lung Biobankprovenían tanto de la parte cancerosa de los pulmones como del tejido pulmonar sano circundante. También estudiaron las células de las vías respiratorias de pacientes sanos, que habían sido recolectadas de manera mínimamente invasiva durante un examen broncoscópico realizado para descartar el cáncer de pulmón.la propagación del coronavirus llevó a los investigadores a analizar nuevamente estos datos existentes pero hasta ahora no publicados. "Estaba convencido de que los datos que reunimos de estos pacientes no infectados por el coronavirus proporcionarían información importante para comprender la infección viral", dice Roland Eils.director del Centro de Salud Digital de BIH.
La infección requiere receptores y cofactores
"Queríamos averiguar qué células específicas ataca el coronavirus", explica el profesor Christian Conrad, que también trabaja en el Centro de Salud Digital de BIH. Los científicos sabían, por estudios realizados por el profesor de BIH, Christian Drosten, director del Instituto de Virología deCampus Charité; Mitte, y por otros, que la proteína espiga del virus se adhiere a un receptor ACE2 en la superficie celular. Además, el virus necesita uno o más cofactores para poder penetrar en las células. Pero qué células están dotadas de talesreceptores y cofactores? ¿Qué células en qué parte del sistema respiratorio son particularmente susceptibles a la infección por SARS-CoV-2? Eils y sus colegas de BIH y Charité; ahora utilizan tecnología de secuenciación de células individuales para examinar las células en las muestras de Heidelberg.
60,000 células individuales fueron secuenciadas
"Luego analizamos un total de casi 60,000 células para determinar si activaron el gen para el receptor y los cofactores potenciales, lo que en principio les permitió ser infectados por el coronavirus", informa Soeren Lukassen, uno de los autores principales delestudio que ahora se publica en El diario EMBO . "Solo encontramos las transcripciones de genes para ACE2 y para el cofactor TMPRSS2 en muy pocas células, y solo en cantidades muy pequeñas". Lukassen y sus cuatro coautores principales Robert Lorenz Chua, Timo Trefzer, Nicolas C. Kahn yMarc A. Schneider descubrió que ciertas células progenitoras en los bronquios son las principales responsables de producir los receptores de coronavirus. Estas células progenitoras normalmente se convierten en células del tracto respiratorio revestidas con proyecciones similares a pelos llamadas cilios que barren la mucosidad y las bacterias de los pulmones ".con el conocimiento de qué células son atacadas, ahora podemos desarrollar terapias dirigidas ", explica el profesor Michael Kreuter de la Clínica Thorax en el Hospital de la Universidad de Heidelberg.
¿Por qué la infección progresa de manera tan diferente?
Un hallazgo adicional interesante del estudio fue que la densidad del receptor ACE2 en las células aumentó con la edad y en general fue mayor en hombres que en mujeres ". Esto fue solo una tendencia, pero podría explicar por qué el SARS-CoV-2 ha infectadomás hombres que mujeres ", dice Eils. Sin embargo, señala," nuestros tamaños de muestra son aún demasiado pequeños para hacer declaraciones concluyentes, por lo que debemos repetir el estudio en cohortes de pacientes más grandes ".
"Estos resultados nos muestran que el virus actúa de una manera altamente selectiva y que depende de ciertas células humanas para propagarse y replicarse", explica Eils. "Cuanto mejor comprendamos la interacción entre el virus y su huésped, mejor podremos desarrollar contra-estrategias efectivas ". Él y los otros investigadores estudiarán a continuación a los pacientes de COVID 19 para determinar si el virus realmente ha infectado estas células". Queremos entender por qué la infección toma un curso benigno en algunos pacientes., mientras causa enfermedades graves en otros ", dice Eils." Por lo tanto, también observaremos de cerca las células inmunes en el tejido infectado ".
Las empresas tecnológicas brindan experiencia
Basado en una solución de tecnología de alto rendimiento diseñada por Intel, Dell desarrolló una arquitectura de hardware y sistema que redujo el tiempo de procesamiento necesario para secuenciar las 60,000 células individuales. Hannes Schwaderer, gerente nacional de Intel Alemania, explica: "Hay muchas cosasno sabemos sobre el coronavirus. Este proyecto de investigación y los próximos pasos requieren enormes recursos informáticos. Ahí es exactamente donde nuestra experiencia puede ayudar ".
BIH apoya la investigación de COVID-19
El Instituto de Salud de Berlín BIH está ayudando a avanzar en la investigación del nuevo coronavirus, SARS-CoV-2, a través de un programa específico. Profesor Axel R. Pries, presidente interino del Consejo Ejecutivo de BIH y decano de Charité - Universitätsmedizin, enfatiza: "A la luz de la amenaza global que representa el virus SARS-CoV-2, nosotros como investigadores tenemos la obligación de reunir todo nuestro conocimiento científico para comprender el virus y sus estrategias de infección, así como la progresión de la enfermedad de COVID-19 pacientes. Solo así podemos identificar mejor a los pacientes de alto riesgo y desarrollar nuevas terapias y vacunas. Cada contribución a este esfuerzo hace la diferencia ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Berliner Institut für Gesundheitsforschung / Instituto de Salud de Berlín . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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