COVID-19: detectaron la causa de algunos síntomas misteriosos de la enfermedad

Los coronavirus utilizan la proteína de punta o espiga (proteína S) para adherirse a las células humanas. El SARS, el MERS y, desde 2019, también el SARS-CoV-2, pueden provocar una enfermedad severa. Aunque las infecciones por coronavirus son comunes, en aquellos pacientes que tienen COVID-19 grave, otros órganos además de los pulmones pueden verse gravemente afectados. Pueden persistir síntomas complejos y daños en el corazón, los riñones, los ojos, la nariz y el cerebro, así como alteraciones en la coagulación de la sangre.

Esta gravedad del COVID-19 es multifactorial y compleja. Por qué la enfermedad afecta al cuerpo de esta manera es en gran medida un misterio para los científicos. Esa es la pregunta que un grupo de especialistas del Departamento de Física, Química y Biología de Universidad de Linköping (LiU) en Suecia, han tratado de responder en su investigación publicada en el Journal of American Chemical Society.

En su documento, los científicos alertaron que en pacientes con COVID-19 grave y prolongado, a menudo se ha observado una coagulación sanguínea alterada. Ahora, los investigadores de LiU han descubierto que el sistema inmunológico del cuerpo puede afectar la proteína de pico en la superficie del virus SARS-CoV-2, lo que lleva a la producción de una proteína de pico mal plegada llamada amiloide. El descubrimiento apunta a una posible conexión entre la producción dañina de amiloide y los síntomas de COVID-19.

En su análisis, los científicos de LiU han detectado un mecanismo biológico que nunca antes se había descrito y que puede ser parte de la explicación de la infección por coronavirus SARS-CoV-2 grave.

El equipo de especialista se dedica a estudiar enfermedades causadas por proteínas mal plegadas, de las cuales la enfermedad de Alzheimer es el ejemplo más conocido. En este camino, los científicos notaron que hay muchas similitudes entre los síntomas relacionados con COVID-19 y los que se observan en enfermedades causadas por proteínas mal plegadas.

Las funciones de las proteínas se ven fuertemente afectadas por el hecho de que se pliegan de formas específicas para dar lugar a una estructura tridimensional precisa. Además de esta forma, una proteína también puede asumir otra alternativa. Se sabe que más de 30 proteínas diferentes tienen este tipo de forma diversa, que está asociada con enfermedades. Esta proteína plegada alternativa se llama amiloide.

Los investigadores de LiU se preguntaron si el virus que causa COVID-19 contiene una proteína que puede crear amiloide. Estaban interesados específicamente en la proteína de punta en la superficie del virus, que éste usa para interactuar con las células del cuerpo e infectarlas.

Utilizando simulación por computadora, los investigadores descubrieron que la proteína de pico del coronavirus contenía siete secuencias diferentes que potencialmente podrían producir amiloide. Tres de las siete secuencias cumplieron con los criterios de los investigadores para ser contadas como secuencias productoras de amiloide cuando se probaron experimentalmente. Produjeron, entre otras cosas, las llamadas fibrillas, que parecen hilos largos cuando se examinan con un microscopio electrónico.

Investigaciones anteriores han descubierto que muchas enfermedades, como el Alzheimer, están precedidas por un proceso en el que el cuerpo corta proteínas grandes en fragmento más pequeños, que a su vez pueden producir el amiloide dañino.

En su estudio, los investigadores mostraron que una enzima de los glóbulos blancos del sistema inmunitario puede cortar la proteína espiga del coronavirus. Cuando se corta, produce la pieza exacta de proteína que, según el análisis de los investigadores, es más probable que produzca amiloide. Esta enzima se libera en grandes cantidades de un tipo de glóbulos blancos, los neutrófilos, al principio de las infecciones como COVID-19.

Cuando los investigadores mezclaron proteína pura con esta enzima, llamada elastasa de neutrófilos, se produjeron fibrillas inusuales. “Nunca habíamos visto fibrillas tan perfectas, pero aterradoras, como estas de la proteína espiga SARS-CoV-2. Las fibrillas se ramificaron como las extremidades de un cuerpo. Los amiloides no suelen ramificarse así. Creemos que se debe a las características de la proteína espiga”, detalló Per Hammarström, profesor del Departamento de Física, Química y Biología (IFM) de la Universidad de Linköping, uno de los autores del documento.

Algunos estudios previos, aportaron en el mismo sentido. Por ejemplo, un estudio realizado por investigadores sudafricanos, han indicado que la proteína espiga puede estar involucrada en la producción de pequeños coágulos de sangre. La sangre contiene la proteína fibrina, que la ayuda a coagularse cuando se daña un vaso, de modo que el orificio se sella nuevamente y deja de sangrar. Cuando la lesión ha comenzado a sanar, se supone que el coágulo se disuelve con la plasmina, que también se encuentra en la sangre.

Los investigadores de LiU mezclaron piezas de proteína productora de amiloide de la proteína espiga junto con estas sustancias corporales en tubos de ensayo y vieron que el coágulo de fibrina que se producía entonces no podía descomponerse de la forma habitual con la plasmina. Este mecanismo recién descubierto puede estar detrás de la producción de microcoágulos de sangre similares que se han observado en casos graves y prolongados de COVID-19.

“Podemos ver que la proteína espiga, cuando se ve afectada por nuestro propio sistema inmunológico, puede producir estructuras amiloides, y que esto puede afectar potencialmente nuestra coagulación sanguínea. Creemos que este descubrimiento es significativo para muchos campos de investigación, y esperamos que otros investigadores examinen las preguntas que plantea”, concluyó la coautora del estudio Sofie Nyström.

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