El SARS-CoV-2 se reproduce mejor en el tracto respiratorio superior

El SARS-CoV-2 se reproduce mejor en el tracto respiratorio superior. Investigadores: Silvio Steiner (abajo a la izquierda), Gina Kelly (arriba a la izquierda), Maitra Gaultum (arriba a la derecha), Philip Vkovsky (arriba a la derecha) y el autor correspondiente Ronald Dickman (abajo a la derecha), Instituto de Enfermedades Infecciosas, Universidad de Berna. Foto: © UniBE

Un equipo de investigadores del Instituto de Enfermedades Infecciosas de la Universidad de Berna y el Instituto Federal de Virología e Inmunología evaluó el crecimiento Coronavirus SARS-CoV-2 y activación de los mecanismos de defensa celular respiratoria.

Los investigadores demostraron que las diferencias de temperatura encontradas en el tracto respiratorio superior e inferior son normales y que esto tiene un efecto profundo en la proliferación del SARS-CoV-2 y la posterior activación inmune innata en las células humanas. Los resultados pueden ayudar en el desarrollo de medicamentos antivirales y medidas preventivas.

“El SARS-CoV-2 como el SARS-CoV son muy similares genéticamente, generan un repertorio similar de proteínas virales y usan el mismo receptor para infectar células humanas”. Ronald Dickman, del Instituto de Enfermedades Infecciosas de la Universidad de Berna, dijo: “A pesar de estas similitudes, también hay diferencias. Tarea entre los dos virus”.

La infección por el virus del SARS se caracteriza por una enfermedad grave e inflamación del tracto respiratorio inferior y las personas infectadas solo son contagiosas después de que aparecen los síntomas, lo que facilita la identificación y ruptura de las cadenas de infección.

En el caso del SARS-CoV-2, se reproduce preferentemente en las vías respiratorias superiores (cavidad nasal, faringe y tráquea) y puede pasar eficazmente de un individuo a otro antes de que aparezcan los síntomas de la enfermedad. Además, el resultado de la infección por SARS-CoV-2 varía mucho de una persona a otra y puede presentarse como asintomático, leve o grave.

Los ancianos, así como las personas con algunas afecciones médicas subyacentes (problemas cardíacos, diabetes y cáncer), tienen un mayor riesgo de desarrollar enfermedades graves, que generalmente se asocian con lesiones en los tejidos del tracto respiratorio inferior, altos niveles de inflamación y pulmones. falla.

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La temperatura es la clave

Para comprender por qué las infecciones por SARS-CoV y SARS-CoV-2 causan diferentes resultados clínicos, los investigadores de la Universidad de Berna utilizaron cultivos celulares especializados de las vías respiratorias humanas para investigar el efecto de las temperaturas respiratorias en la frecuencia de SARS y MERS-CoV. SARS-CoV-2.

Las células surgen de muestras humanas y simulan la complejidad de las células del sistema respiratorio. Crecen en recipientes especiales, se alimentan en la parte inferior y están expuestas al aire en la parte superior, al igual que las células de la tráquea humana.

Los cultivos también producen jugo y tienen pestañas que se agitan muy rápidamente. “Dado que la organización de estas células es muy similar a las células que se encuentran en los tejidos humanos, son un sistema apropiado que se puede utilizar en el laboratorio para estudiar los virus respiratorios”, dijo Ronald Dickman.

Los investigadores utilizaron este modelo por primera vez para estudiar los efectos de las temperaturas respiratorias en la replicación de SARS-CoV y SARS-CoV-2. Descubrieron que la temperatura juega un papel importante, ya que el SARS-CoV-2 prefiere reproducirse a temperaturas que normalmente se encuentran en las vías respiratorias superiores, alrededor de 33 ° C.

Las temperaturas de incubación más frías permitieron que el virus se replicara más rápido y en mayor medida que cuando la infección se llevó a cabo a 37 ° C para imitar el entorno pulmonar inferior. A diferencia del SARS-CoV-2, la replicación del SARS-CoV no se vio afectada por las diferentes temperaturas de incubación. Los experimentos se llevaron a cabo en el laboratorio de alta seguridad del Instituto Federal de Virología en Mittelhausen y en el Laboratorio de Bioseguridad del Instituto de Enfermedades Infecciosas de la Universidad de Berna.

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La temperatura influye en la respuesta del epitelio.

El equipo también analizó los genes que se activan y desactivan después de la infección por SARS-CoV y SARS-CoV-2 para comprender cómo las células del sistema respiratorio humano responden a la infección y qué programas inmunitarios innatos se activan.

El sistema inmunológico innato es la “primera línea de defensa” de nuestro cuerpo contra los patógenos invasores y es importante no solo para contener al invasor, sino también para enseñar a las otras ramas del sistema inmunológico cómo responder adecuadamente.

Al simular las condiciones en las vías respiratorias superiores, donde la temperatura es de alrededor de 33 ° C, el equipo descubrió que la infección con SARS-CoV-2 no estimulaba la respuesta inmune innata dentro de estas células con tanta fuerza como lo hacía al simular las condiciones existentes. En el tracto respiratorio inferior, 37 ° C.

“Dado que la fuerza de la respuesta inmune innata puede afectar directamente el grado de replicación del virus, esto puede ayudar a explicar por qué el SARS-CoV-2 se replica de manera más eficiente a temperaturas más bajas”, dijo Ronald Diggman. Aunque generar una respuesta inmune innata fuerte contra el virus es generalmente beneficioso, es importante tener en cuenta que, en algunos casos, la respuesta inmune innata puede volverse hiperactiva. Esto, a su vez, podría ser perjudicial para el individuo afectado.

Un análisis detallado de la replicación del SARS-CoV-2 y los cambios inducidos por la temperatura en los mecanismos de defensa inmunes innatos del huésped ayuda a explicar por qué el SARS-CoV-2 prospera bien en el tracto respiratorio superior, posiblemente debido al SARS. Ronald Dejkmann explica que -CoV- 2 muestra susceptibilidad Mayor transmisión humana en comparación con el SARS-CoV.

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Conocimientos para combatir la infección por coronavirus

Se ha demostrado que el uso de este modelo de cultivo celular en un entorno de laboratorio controlado refleja con precisión el comportamiento diferente de dos virus similares en el contexto de una pandemia. “Este sistema único proporciona información sobre la batalla molecular que ocurre entre el virus y el huésped durante la infección, y destaca la importancia de los cambios sutiles en el microambiente para albergar el virus que podrían afectar la reproducción y propagación del virus”, dijo Ronald Dickman. .

Comprender a los actores clave involucrados en este proceso, y si prefieren el anfitrión o el virus, abre nuevas oportunidades para crear estrategias de intervención altamente específicas y desarrollar nuevos compuestos farmacéuticos que ayudarán a combatir la infección por coronavirus.

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Rocío Volante

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