CULTURA
Créditos Imagen: Aton
El virus SARS-CoV-2 responsable de la enfermedad COVID-19 es un patógeno que infecta principalmente el sistema respiratorio causando dolencias severas, particularmente en las poblaciones vulnerables de adultos mayores o personas con enfermedades crónicas como por ejemplo asma, obesidad o enfermedades cardiovasculares.
Las primeras investigaciones clasificaron la COVID-19 como una enfermedad que atacaba sólo los pulmones debido a que a los síntomas más comunes de COVID-19 son tos seca, dificultades para respirar, fatiga y fiebre y debido a que la proteína receptora del virus, llamada ACE2, está presente en las células pulmonares. Sin embargo, con el transcurso de la pandemia, se observó que solo el 30% de los pacientes hospitalizados por COVID-19 presentan síntomas y daños neurológicos: la pérdida del olfato y ocasionalmente la pérdida del gusto o convulsiones.
La pérdida del olfato total (anosmia) o parcial (hiposmia), son los síntomas neurológicos más frecuentes evidenciados en esta patología y afectan al 85,6% de las personas infectadas, según un estudio publicado por investigadores de Arabia Saudita en Julio de 2020.
Esta pérdida del olfato sería causada por la pérdida de función de las neuronas olfatorias que residen en el interior de nuestra nariz. Por el momento no hay evidencias que demuestren que el virus puede directamente infectar las neuronas olfatorias, pero se ha observado que puede causar una pérdida de sus funciones.
Estas neuronas olfatorias nos permiten sentir los olores, que son una mezcla de moléculas presentes en el aire (llamadas odorantes), y transformarlos en información olfatoria. Cuando las neuronas olfatorias son dañadas, pierden la capacidad de captar los odorantes, lo que se traduce en una pérdida parcial o total del olfato.
Perder el olfato puede tener consecuencias graves debido a que, gracias a este sentido, podemos detectar potenciales peligros como posibles fugas de gas en la casa, por ejemplo, que podrían provocar una intoxicación o un incendio. Por lo tanto, la pérdida del olfato como síntoma de COVID-19, nos indica que el virus SARS-CoV-2 es capaz de afectar y dañar la funcionalidad de nuestras neuronas.
Sabiendo que el SARS-CoV-2 puede alterar el funcionamiento de las neuronas de la nariz sin infectarlas, nos podemos preguntar: ¿Es capaz de infectar las neuronas del cerebro? ¿Qué efecto tendría el virus en el cerebro y de qué manera el virus infectaría las neuronas? ¿Qué diferencias se podrían encontrar si el virus afectase sólo los pulmones o sólo el cerebro?
Para responder estas preguntas, un grupo de científicos, liderados por el doctor Akiko Iwasaki de la Escuela de Medicina de la Universidad de Yale en los Estados Unidos, estudió la potencial capacidad del virus SARS-CoV-2 de invadir cerebros tanto humanos como de ratones, estos últimos debido a que son animales habitualmente utilizados en laboratorios para estudiar enfermedades relacionadas a los humanos.
Así, para determinar si el SARS-CoV-2 es capaz de infectar el cerebro, los investigadores utilizaron un organoide de cerebro humano para estudiar la capacidad del virus de infectar neuronas. Para obtener un organoide cerebral, se utiliza una estructura tridimensional (3D) en la que se cultivan distintos tipos de neuronas como las que se encuentran en el cerebro. Este tipo de cultivos permiten reproducir la anatomía de un órgano vivo sin que sea necesario extraerlo de un animal.
Los investigadores descubrieron que doce horas después de poner el SARS-CoV-2 en contacto con el organoide, el virus fue capaz de infectar las células progenitoras de neuronas que estaban presentes en el organoide y multiplicarse dentro de ellas. Pero, ¿cómo podía entrar el virus en las células si en teoría éstas no tenían la proteína ACE2 que el virus usa normalmente para entrar?
Al hacer la comprobación, los investigadores descubrieron que, al contrario de lo que se pensaba, las células progenitoras de neuronas así como las neuronas, sí producen la proteína ACE2, y la tienen en su membrana, dándole al SARS-CoV-2 un mecanismo de entrada.
Los investigadores quisieron verificar si el método usado por el virus SARS-CoV-2 para ingresar a esas células cerebrales, era reconociendo el receptor ACE2 que habían demostrado que estaba presente en ellas. Con este fin, incorporaron al organoide un bloqueador del receptor ACE2 antes de poner el SARS-CoV-2 en contacto con el organoide y se vio que, en estas condiciones, el virus no podía infectar las células del cultivo, demostrando la presencia del receptor.
Los investigadores quisieron ir más allá en su investigación y se enfocaron en cómo las neuronas eran dañadas por el virus. Descubrieron que el virus mantiene la célula infectada viva para poder multiplicarse y a su vez, promueve la muerte de las neuronas cercanas, monopolizando los recursos como el oxígeno en su propio beneficio, induciendo de esta manera una hipoxia, o falta de oxígeno en las neuronas cercanas y últimamente la muerte de ellas.
Posteriormente, los científicos estudiaron cerebros de personas fallecidas por COVID-19 con el fin de observar los cambios que se producen en el cerebro a causa de la enfermedad, siendo esto posible gracias a pacientes de esta enfermedad que se declararon donantes antes de fallecer.
En los cerebros donados, se descubrió que el receptor ACE2 esta expresado también en el cerebro y, además en altos niveles, evidenciando la presencia del virus SARS-CoV-2 infectando células del sistema nervioso central. En los cerebros de estos pacientes se descubrieron graves daños cerebrales como encefalopatías o hemorragias cerebrales causadas por la infección viral y que probablemente contribuyeron a su deceso.
Estos resultados demuestran que el coronavirus SARS-CoV-2 no solo afecta la vía respiratoria, sino también el cerebro con consecuencias fatales.
Los investigadores además quisieron determinar la gravedad relativa de las infecciones de cerebro y pulmón y para ello usaron ratones. Las células de los ratones no producen de forma natural la proteína ACE2 que el SARS-CoV-2 necesita para entrar en ellas, pero son muy fáciles de modificar genéticamente. Los investigadores utilizaron una técnica genética que permite expresar el receptor ACE2 humano específicamente, solo en los pulmones de los roedores, o sólo en sus cerebros. Posteriormente infectaron a los animales con el virus SARS-CoV-2.
Ellos descubrieron que, tan sólo dos días después de la infección, los ratones que presentaban el receptor ACE2 sólo en el cerebro empezaron a perder peso y seis días post infección, todos habían muerto por daño neuronal causado por la propagación del virus. En cambio, los ratones que presentaban el receptor ACE2 sólo en los pulmones no perdieron peso, y estaban todos vivos y en buen estado ocho días después de la infección.
Finalmente, los investigadores concluyeron que el SARS-CoV-2 es capaz de infectar las células del cerebro con consecuencias devastadoras. Por tanto, la infección de SARS-CoV-2 aunque tiene una baja tasa de mortalidad, podría tener un efecto negativo a largo plazo para nuestro cerebro. Esto destaca la importancia de protegernos del coronavirus SARS-CoV-2 tomando en cuenta todas las medidas indicadas por las autoridades sanitarias.
Fuente: Song, E., Zhang, C., Israelow, B., Lu-Culligan, A., Sprado, A., Skriabine, S., … & Szigeti-Buck, K. (2020). Neuroinvasion of SARS-CoV-2 in human and mouse brain. bioRxiv. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.06.25.169946v2.abstract
*Este artículo surge del convenio con el Centro Interdisciplinario de Neurociencia de la Universidad de Valparaíso.
