Descubren cómo el SARS-CoV-2 logra entrar en el cerebro

La capacidad del coronavirus para infectar el cerebro resulta clave para explicar muchos de sus efectos en diferentes órganos del cuerpo humano

La imagen de microscopio electrónico, coloreada artificialmente, muestra una sección de una cñelula ciliada en la mucosa olfativa. Un gran número de partículas de SARS-CoV-2 intactas (en rojo) se encuentran dentro de la célula – Michael Laue/RKI & Carsten Dittmayer/Charité

Utilizando muestras de tejido de pacientes fallecidos, un equipo internacional de investigadores ha conseguido desentrañar los mecanismos a través de los que el coronavirus es capaz de llegar hasta el cerebro de los enfermos de COVID-19, y cómo el sistema inmunológico responde al virus una vez que lo hace.

Los resultados, recién publicados en « Nature Neuroscience», indican que el coronavirus accede al cerebro a través de las células nerviosas de la mucosa olfativa. Por primera vez, los investigadores han conseguido obtener imágenes de microscopio electrónico de partículas de coronavirus intactas dentro de la mucosa.

Tras más de diez meses estudiando el COVID-19, los científicos se han dado cuenta de que, después de todo, no estamos ante una enfermedad puramente respiratoria. De hecho, además de afectar a los pulmones, el virus puede dañar el sistema cardiovascular, el tracto gastrointestinal y el sistema nervioso central. Más de uno de cada tres pacientes, además, padece síntomas neurológicos, desde pérdida de peso a cambios en el sentido del gusto o el olfato, dolores de cabeza, fatiga, mareos y náuseas. En algunas personas, la enfermedad incluso llega a provocar un accidente cerebrovascular y otras afecciones graves.

Hasta ahora, los científicos habían sospechado que todas estas dolencias son causadas por la capacidad del virus de ingresar e infectar células específicas del cerebro. ¿Pero cómo llega el SARS-CoV-2 hasta ahí? El cerebro es probablemente el órgano mejor defendido de todo el cuerpo y la forma concreta que tiene el virus para derribar esas defensas era poco conocida.

Objetivo, nuestro cerebro
Eso es, precisamente, lo que han descubierto Helena Radbruch, del Departamento de Neuropatología de Charité y el Director del Departamento, Frank Heppner, que han rastreado por primera vez cómo el virus ingresa al sistema nervioso central para después invadir el cerebro.

Como parte de esta investigación, expertos en los campos de neuropatología, patología, medicina forense, virología y atención clínica estudiaron muestras de tejido de 33 pacientes (con una edad promedio de 72 años) que habían fallecido en Charité o en el Centro Médico Universitario de Göttingen después de contraer COVID-19.

Utilizando las últimas tecnologías disponibles, los investigadores analizaron muestras tomadas de la mucosa olfativa de los pacientes fallecidos, así como las de cuatro regiones cerebrales diferentes. Tanto las muestras de tejido como las distintas células se analizaron en busca de material genético del SARS-CoV-2 y la «proteína de la espícula» que se encuentra en la superficie del virus y que le sirve para infectar nuevas células.

El equipo halló evidencia del virus en diferentes estructuras neuroanatómicas que conectan los ojos, la boca y la nariz con el tronco cerebral. La mucosa olfativa, por ejemplo, fue la que mostró la mayor carga viral. Utilizando tintes especiales para tejidos, los investigadores lograron obtener las primeras imágenes de microscopía electrónica de partículas intactas de coronavirus dentro de la mucosa olfativa.

Los virus se encontraron tanto dentro de las células nerviosas como en las protuberancias que se extienden desde las células de soporte cercanas (epiteliales). Todas las muestras utilizadas en este tipo de análisis basado en imágenes deben ser de la mayor calidad posible. Y para garantizar que así fuera, los autores del estudio se aseguraron de que todos los procesos clínicos y patológicos estuvieran estrechamente alineados y respaldados por una infraestructura sofisticada.

«Nuestros datos apoyan la idea de que el SARS-CoV-2 es capaz de utilizar la mucosa olfativa como un puerto de entrada al cerebro», dice el profesor Heppner. La idea también se respalda por la estrecha proximidad que hay entre las células de la mucosa, los vasos sanguíneos y las células nerviosas de la zona.

¿Cómo llega el virus hasta ahí?
«Una vez dentro de la mucosa olfativa -añade el neumólogo- el virus parece utilizar conexiones neuroanatómicas, como el nervio olfativo, para llegar hasta el cerebro. Es importante destacar, sin embargo, que los pacientes con COVID-19 involucrados en este estudio tenían lo que se definiría como enfermedad grave, perteneciente a ese pequeño grupo de pacientes en los que la enfermedad resulta fatal. Por lo tanto, no es necesariamente posible transferir los resultados de nuestro estudio a casos con enfermedad leve o moderada».

A pesar de todo, la forma en que el virus se mueve desde las células nerviosas aún no se ha aclarado por completo. «Nuestros datos −explica por su parte Helena Radbruch− sugieren que el virus se mueve de una célula nerviosa a otra hasta llegar al cerebro. Sin embargo, es probable que el virus también se transporte a través de los vasos sanguíneos, ya que también se detectó su presencia en las paredes de los vasos sanguíneos cerebrales».

El SARS-CoV-2, sin embargo, no es el único virus capaz de llegar al cerebro de los pacientes infectados. «Otros ejemplos −puntualiza Radbruch− incluyen el virus del herpes simple y el virus de la rabia».

La respuesta inmunitaria
Los investigadores también estudiaron la forma en que el sistema inmunológico responde a la infección por SARS-CoV-2. Además de encontrar evidencia de células inmunes activadas en el cerebro y en la mucosa olfativa, detectaron las firmas inmunes de estas células en el líquido cerebral. En algunos de los casos estudiados, los investigadores también hallaron daño tisular causado por un accidente cerebrovascular como resultado de la tromboembolia (es decir, la obstrucción de un vaso sanguíneo por un coágulo de sangre).

«En nuestros ojos −explica Heppner− la presencia de SARS-CoV-2 en las células nerviosas de la mucosa olfativa proporciona una buena explicación de los síntomas neurológicos que se encuentran en los pacientes con COVID-19, como la pérdida del sentido del olfato o del gusto. También encontramos SARS-CoV-2 en áreas del cerebro que controlan funciones vitales, como la respiración. No se puede descartar que, en pacientes con COVID-19 grave, la presencia del virus en estas áreas del cerebro tenga un impacto exacerbado en la función respiratoria, sumando problemas respiratorios debido a la infección pulmonar por SARS-CoV-2. Pueden surgir problemas similares en relación con la función cardiovascular».

 

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