COVID-19 puede infectar y dañar directamente las células renales humanas
Imagen de microscopía fluorescente que muestra una fuerte captación de SARS-CoV-2 por parte de los podocitos derivados de células madre humanas. Las células infectadas expresan la proteína de la nucleocápside viral (roja) y el marcador de identificación del linaje celular de los podocitos, la nefrina (cian). Crédito: Universidad de Duke
El virus que causa el COVID-19, el SARS-CoV-2, puede infectar directamente un tipo especializado de célula renal. El descubrimiento ayuda a explicar por qué la lesión renal aguda es una de las principales complicaciones observadas en pacientes con COVID-19 grave, según ingenieros biomédicos y virólogos de la Universidad de Duke.
La investigación apareció en línea el 20 de abril en la revista Frontiers in Cell and Developmental Biology.
Cuando el COVID-19 comenzó a propagarse por todo el mundo a principios de 2020, los médicos sabían que el virus infectaba principalmente las células de las vías respiratorias. tracto. Pero a medida que el número de casos comenzó a crecer, los médicos se sorprendieron al ver que muchos pacientes, especialmente aquellos con COVID-19 grave, también estaban desarrollando lesiones en los riñones.
El problema llamó la atención de Samira Musah cuando asistió a un simposio virtual. en la primavera de 2020. Musah, profesor asistente de ingeniería biomédica y medicina en Duke, escuchó a los médicos presentar una investigación que describía cómo los pacientes que nunca habían experimentado ningún problema relacionado con los riñones estaban desarrollando una enfermedad renal después de enfermarse de COVID-19.
«Fue impactante escuchar a los médicos describir cómo los pacientes que estaban sanos de repente desarrollaron una lesión renal y necesitaron someterse a diálisis después de contraer el SARS-CoV-2», dijo Musah. «Estaba claro que el virus le estaba haciendo algo a los riñones, pero fue tan temprano en la pandemia que nadie estaba seguro de lo que estaba pasando».
En trabajos anteriores, Musah y su equipo demostraron que podría guiar a las células madre pluripotentes inducidas por humanos para que se desarrollen y maduren hasta convertirse en podocitos funcionales, que es un tipo específico de célula renal que ayuda a controlar la eliminación de toxinas y desechos de la sangre. Musah y Titilola Kalejaiye, becaria postdoctoral en el laboratorio, querían ver si podían usar este modelo para determinar cómo y por qué el SARS-CoV-2 era capaz de dañar las células renales.
Como prueba de concepto , Kalejaiye inicialmente trabajó con una versión de pseudovirus del SARS-CoV-2. Estos pseudovirus se desarrollan para imitar las características de virus específicos, pero son incapaces de producir partículas virales competentes para la replicación, lo que los hace seguros para su uso en investigaciones amplias. Después de introducir el pseudovirus en su modelo celular de podocitos, Kalejaiye descubrió que la proteína de pico del virus podía unirse directamente a numerosos receptores en la superficie de los podocitos.
«Descubrimos que el virus era especialmente hábil para unirse a dos receptores clave en la superficie de los podocitos, y estos receptores abundan en estas células renales», explicó Kalejaiye, quien también es el primer autor del artículo. «Hubo una fuerte absorción del virus inicialmente, y también descubrimos que cuando aumentaba la dosis del virus, la absorción aumentaba aún más. El virus parecía tener una gran afinidad por estas células renales».
Para probar su modelo de podocitos con el virus SARS-CoV-2 real, Musah y Kalejaiye se asociaron con Maria Blasi, profesora asistente de medicina en Duke e investigadora en el Instituto de Vacunas Humanas de Duke. Antes de la pandemia, Blasi estaba explorando cómo los virus, incluido el VIH, infectan y dañan otro subconjunto de células renales llamadas células epiteliales tubulares renales.
«Fue un golpe de suerte que nos cruzáramos en la reunión de profesores que ambos asistieron», dijo Blasi. «Samira estaba buscando a alguien con experiencia en el manejo de virus vivos, y yo estaba buscando un modelo de los podocitos que Samira puede hacer, así que decidimos matar dos pájaros de un tiro».
Al igual que con el pseudovirus, el equipo observó que la versión viva del virus tenía una fuerte afinidad por los podocitos. Una vez que el virus infectó las células, dañó los podocitos, provocando que sus largas estructuras en forma de dedos, que ayudan a filtrar la sangre, se retraigan y se marchiten. Si las lesiones en las células fueran demasiado graves, los podocitos morirían.
«Más allá del daño estructural, vimos que el virus podría secuestrar la maquinaria de los podocitos para producir partículas virales adicionales que podrían propagarse para infectar células adicionales», dijo Blasi.
Ahora, el equipo espera ampliar su trabajo para estudiar cómo se comportan las diferentes variantes del SARS-CoV-2 en las células renales. A medida que surgieron variantes del virus, las lesiones renales ocurren con menos frecuencia. Esto ha hecho que el equipo se cuestione cómo están cambiando las nuevas variantes y si se están volviendo menos capaces de infectar las células renales.
«Creo que es notable que pasamos de estar en casa y escuchar los informes iniciales de los médicos a formando esta colaboración virtualmente y teniendo estos resultados en tan poco tiempo», dijo Musah. «Contábamos con las personas adecuadas y las herramientas adecuadas en el momento adecuado. Ha sido una de las colaboraciones más exitosas de mi laboratorio relativamente joven y espero continuar con este trabajo».
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La expresión génica podría hacer sonar la alarma temprana de enfermedad renal Más información: Titilola D. Kalejaiye et al, SARS-CoV-2 Employ BSG/CD147 and ACE2 Receptors to Directly Infect Human Podocitos de riñón derivados de células madre pluripotentes inducidas, Frontiers in Cell and Developmental Biology (2022). DOI: 10.3389/fcell.2022.855340 Proporcionado por la Universidad de Duke Cita: COVID-19 puede infectar y dañar directamente las células renales humanas (21 de abril de 2022) consultado el 29 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/ news/2022-04-covid-infect-human-kidney-cells.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.