Aunque el SARS-CoV-2 se dirige principalmente al tracto respiratorio y la mayoría de los pacientes con COVID-19 presentan síntomas respiratorios graves, otros órganos como el intestino, el hígado, los riñones, el corazón y el cerebro también pueden verse afectados. Se han reportado manifestaciones neurológicas de distinta gravedad. Estos síntomas pueden ser agudos y resolverse con la enfermedad o pueden representar un problema importante en el caso de COVID prolongado. En este sentido, los científicos todavía están tratando de analizar este rompecabezas.
Cómo es que el virus pandémico que ha cambiado tanto el mundo cruza al cerebro después de ingresar al sistema respiratorio seguía siendo una incógnita hasta que un reciente estudio que se centró en el hecho de que las células cerebrales no muestran los receptores, o sitios de acoplamiento, que el virus usa para ingresar a las células nasales y pulmonares y que el SARS-CoV-2 podría haber encontrado una solución ingeniosa para llegar a él.
Ahora los científicos detectaron que maneja un instrumento contundente en forma de puentes de nanotubos: cilindros construidos con la proteína actina común que no tienen más de unas pocas decenas de nanómetros de diámetro.
Estos nanotubos de túnel se extienden a través de los espacios de célula a célula para penetrar en un vecino y dar a las partículas virales una ruta directa hacia el tejido impermeable a COVID. Investigadores del Instituto Pasteur de París demostraron las perspectivas de un cruce celular mediado por nanotubos en un estudio en una placa de laboratorio que ahora debe confirmarse en pacientes humanos infectados.Dadas más pruebas, los hallazgos podrían explicar por qué algunas personas que contraen COVID-19 experimentan confusión mental y otros síntomas neurológicos. Además, si los conductos intercelulares pudieran cortarse, eso podría prevenir algunos de estos efectos secundarios debilitantes de la infección.
La ruta de los nanotubos “es un atajo que propaga la infección rápidamente y entre diferentes órganos, permisivos o no permisivos, a la infección -explicó Chiara Zurzolo, bióloga celular del Instituto Pasteur, que realizó el estudio-. Y también podría ser una forma de que el virus se esconda y escape de la respuesta inmune”.
El virus puede ser capaz de apoderarse de los nanotubos de una célula, desviándolos de otras tareas rutinarias, como la transferencia de lípidos y proteínas entre células. Las primeras investigaciones sobre el SARS-CoV-2 sugirieron que podría secuestrar proyecciones celulares similares. Un artículo anterior publicado en la revista Cell descubrió que las células infectadas con el nuevo coronavirus extendían sensores similares a antenas llamados filopodios con partículas virales a bordo.
El SARS-CoV-2 generalmente ingresa a las células en el tracto respiratorio y en otros lugares al unir su proteína espiga que sobresale a los receptores ACE2 en su superficie. Zurzolo y su equipo se preguntaron si el coronavirus estaba usando nanotubos de túnel para colarse en las células que no estaban repletas de estos receptores. Para averiguar qué estaba pasando, los investigadores tomaron células de riñones de mono, las infectaron con SARS-CoV-2 y las cultivaron junto con neuronas humanas en una placa de laboratorio.
Las células de riñón de mono se usan comúnmente para modelar el tracto respiratorio humano en estudios de COVID-19 porque muestran receptores ACE2. Las neuronas procedían de una línea celular que originalmente se cultivó a partir de un cáncer llamado neuroblastoma. Estas células carecen de receptores ACE2, pero después de 48 horas junto con células renales infectadas con coronavirus, el 62,5 por ciento de ellas estaban infectadas con SARS-CoV-2.
Luego, el equipo utilizó técnicas de microscopía de vanguardia para obtener imágenes de cómo se produjo esta transferencia viral. Al marcar las proteínas virales con anticuerpos y compuestos fluorescentes para que se destacaran, los investigadores capturaron imágenes de alta resolución del virus dentro de los nanotubos que conectaban las células. Pudieron ver tanto partículas virales como pequeños sacos llamados vesículas en los que el virus se copia a sí mismo. También detectaron proteínas que forman parte de la maquinaria celular que utiliza el virus para replicarse. La imagen fue tan detallada que incluso las proteínas de pico que le dan al virus su apariencia espinosa eran visibles, informaron los investigadores en la revista Science Advances. Una vez alojado en las células neuronales, el coronavirus pudo seguir replicándose.
Los experimentos también mostraron que las células infectadas con el coronavirus desarrollaron muchos más nanotubos de túnel que las no infectadas, lo que sugiere que el virus mismo estimula a una célula a apagar estos conectores. SARS-CoV-2 no es el único patógeno que controla las células de esta manera. El VIH también aprovecha los túneles de los nanotubos para moverse entre las células, y el virus de Marburg desencadena el crecimiento de los filopodios.
Los puentes celulares pueden desempeñar un papel en cómo el virus a veces desencadena una COVID prolongada. Zurzolo y su equipo sospechan que el virus entra por la nariz y viaja a uno de los dos bulbos olfativos del cerebro, que contienen tejido que procesa los olores. Los nanotubos pueden ayudar al virus a evitar los anticuerpos, permitiéndole permanecer más tiempo en el cuerpo.
“Si puede manipular las enzimas que son responsables de esta formación de filopodios o nanotubos, esta podría ser una forma de tener un efecto sobre el COVID prolongado”, indica Zurzolo. Su trabajo mostró que el coronavirus aumenta la producción de la enzima caseína quinasa II, que a su vez ayuda a construir la columna vertebral proteica de los filopodios y los nanotubos. Senhwa Biosciences, una empresa de desarrollo de fármacos con sede en Taiwán, actualmente está realizando ensayos clínicos de un fármaco llamado silmitasertib que inhibe la caseína quinasa II para investigar si tiene un impacto en la recuperación de COVID-19.
Mientras tanto, Zurzolo y sus colegas ahora están trabajando para probar que su hipótesis sobre cómo el SARS-CoV-2 llega al cerebro ocurre en infecciones reales. Si pueden hacerlo, pueden estar un paso más cerca de descubrir por qué, para algunas personas, el COVID-19 desencadena una debacle de salud persistente.
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