Investigadores descubren que el SARS-CoV-2 infecta células sustentaculares en el epitelio olfativo de pacientes con COVID-19

Una célula sustentacular infectada solitaria está rodeada de células no infectadas en la mucosa olfativa de un paciente con COVID-19 que murió cuatro días después diagnóstico de la infección. La célula infectada tiene la forma característica de una copa de vino. El color azul proviene de la tinción con un anticuerpo contra la proteína de la nucleocápside del virus. Los puntos rojos representan la tinción con una sonda RNAscope para un gen que se expresa en células sustentaculares (GPX3). Dentro de la célula infectada solitaria, hay pocos o ningún punto rojo, porque la infección de una célula con SARS-CoV-2 provoca la descomposición de las moléculas de ARN del huésped. Los puntos verdes representan la tinción con una sonda RNAscope para un tipo de moléculas de ARN viral que solo están presentes durante la replicación viral en curso. Esta célula sustentacular solitaria estaba sirviendo así como una fábrica para replicar el ARN viral en el momento en que se tomó la muestra de tejido post mortem. Crédito: Unidad de Investigación MP f. Neurogenética/ Mona Khan

Ahora se sabe ampliamente que COVID-19 está asociado con la pérdida transitoria o prolongada del olfato (el sentido del olfato), pero los mecanismos siguen siendo oscuros. Una pregunta sin resolver es si el nervio olfativo puede proporcionar al SARS-CoV-2 una ruta de entrada al cerebro. Científicos de la Unidad de Investigación de Neurogenética Max Planck en Frankfurt, en colaboración con médicos y científicos de los Hospitales Universitarios de Lovaina (Lovaina, Bélgica) y un importante hospital en Brujas, Bélgica, junto con científicos de NanoString Technologies Inc. en Seattle, EE. UU., informan que el SARS-CoV-2 no parece infectar las neuronas sensoriales del epitelio olfativo en pacientes con COVID-19. Además, el equipo no pudo encontrar evidencia de infección de las neuronas del bulbo olfatorio. En cambio, las células sustentaculares, también conocidas como células de soporte, son el principal tipo de célula diana para el virus en el epitelio olfativo. Dado que el SARS-CoV2 respeta las neuronas sensoriales olfativas y las neuronas del bulbo olfatorio, no parece ser un virus neurotrópico.

Para infectar una célula, el SARS-CoV-2 debe unirse a un receptor en la membrana celular y el receptor de entrada clásico es ACE2. Estudios anteriores habían demostrado que ACE2 es expresado por células sustentaculares en el epitelio olfativo humano pero no por neuronas sensoriales olfativas, las células nerviosas que son estimuladas por olores en el aire inhalado y que transmiten señales eléctricas al bulbo olfativo. No existe literatura sobre las funciones de las células sustentaculares en el epitelio olfativo de los humanos. Los estudios en animales de laboratorio sugieren que las células sustentaculares brindan a las neuronas sensoriales olfativas una variedad de funciones de apoyo, incluido el apoyo estructural y metabólico. Ambos tipos de células se regeneran continuamente a partir de células madre dentro del epitelio olfativo a lo largo de la vida de un individuo.

Como la mucosa olfativa está oculta en lo profundo de la cavidad nasal, la obtención de muestras de tejido no es una opción práctica en pacientes mientras están sufriendo de COVID-19. Por lo tanto, los médicos desarrollaron un protocolo novedoso para recolectar muestras de tejido de pacientes fallecidos con COVID-19. Como control, se tomaron muestras de tejido de pacientes que habían muerto por otras causas y que no estaban infectados con SARS-CoV-2 en el momento de la muerte. El flujo de trabajo comenzó con la notificación de un equipo de médicos de oído, nariz y garganta sobre la muerte de un paciente con COVID-19 en una unidad o sala de cuidados intensivos. Utilizando un endoscopio, los médicos recolectaron muestras de las mucosas respiratoria y olfatoria y de ambos bulbos olfatorios. Pudieron hacerlo dentro de los 60 a 90 minutos después de la muerte del paciente. «Gracias a este breve intervalo post mortem, las muestras de tejido estaban en perfectas condiciones para los estudios de biología molecular», dice Laura Van Gerven, cirujana de oído, nariz y garganta en Lovaina y co-investigadora principal del proyecto llamado ANOSMIC-19.

Análisis usando RNAscope

El equipo de científicos en Frankfurt fue dirigido por Mona Khan. Usaron sondas especialmente diseñadas para teñir secciones de las muestras de tejido y analizarlas bajo un microscopio confocal. El método analítico ultrasensible, también conocido como RNAscope, permite visualizar varios tipos de moléculas de ARN del SARS-CoV-2 dentro de células individuales. Los científicos pudieron asignar las células infectadas a tipos de células específicos al visualizar simultáneamente, en distintos colores, moléculas de ARN que son características de varios tipos de células, en combinación con métodos clásicos de tinción de células que usan anticuerpos. «Nuestros resultados muestran que el SARS-CoV-2 infecta las células sustentaculares en el epitelio olfativo de los pacientes con COVID-19 y se replica vigorosamente dentro de estas células», dice Peter Mombaerts, director de la Unidad de Investigación de Neurogenética Max Planck.

Al aplicar un enfoque novedoso de análisis de transcriptoma completo utilizando Digital Spatial Profiler de NanoString Technologies Inc., el análisis de secciones de la mucosa olfativa de un paciente con COVID-19 reveló que la infección de las células sustentaculares no altera la expresión de los genes de los receptores olfativos en las cercanías. neuronas sensoriales olfatorias.

ARN viral en las leptomeninges

Tampoco se pudo detectar ARN viral en las neuronas del bulbo olfativo. Curiosamente, en un tercio de los casos, los investigadores detectaron ARN viral en las meninges que rodean el bulbo olfatorio, las llamadas leptomeninges. En estas ubicaciones anatómicas, el ARN viral puede no estar presente en las células que han sido infectadas con el virus, pero puede provenir de partículas de virus que pueden haber ingresado a las leptomeninges haciendo autostop en el nervio olfativo o a través del torrente sanguíneo. Alternativamente, el ARN viral en las leptomeninges puede representar simplemente moléculas de ARN viral que flotaban en la sangre y no estaban empaquetadas en partículas virales.

Por lo tanto, los resultados no respaldan las sugerencias anteriores de que el SARS-CoV-2 puede infectar las células nerviosas en humanos. En otras palabras, el SARS-CoV-2 no parece ser un virus neurotrópico. El equipo multidisciplinario postula que la disfunción olfativa transitoria en COVID-19 se desencadena por un apoyo insuficiente transitorio de las células sustentaculares a las neuronas sensoriales olfativas. El virus afectaría así a las neuronas sensoriales olfativas indirectamente pero sin infectarlas directamente. Las consecuencias patológicas de la infección de las células sustentaculares pueden variar de un paciente a otro. Los investigadores especulan que es posible que el sistema inmunitario no pueda proporcionar a las células sustentaculares una protección total contra la infección, debido a su ubicación en la superficie de la mucosa nasal. Además, especulan que algunos pacientes vacunados o recuperados aún pueden perder el sentido del olfato después de la exposición al SARS-CoV-2.

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COVID-19: Descubrimiento de los mecanismos de la anosmia a corto y largo plazo Más información: Mona Khan et al, Visualizando en pacientes fallecidos con COVID-19 cómo el SARS- CoV-2 ataca las mucosas respiratorias y olfativas pero respeta el bulbo olfatorio, Cell (2021). DOI: 10.1016/j.cell.2021.10.027 Información de la revista: Cell

Proporcionado por Max Planck Society Cita: Los investigadores encuentran que el SARS-CoV-2 infecta el sustentacular células en el epitelio olfativo de pacientes con COVID-19 (26 de noviembre de 2021) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-sars-cov-infects-sustentacular-cells-olfactory.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.