Cuál es el mecanismo del COVID-19 que provoca daños en el cerebro

Cada día, la investigación científica encuentra más detalles de las secuelas de la infección por el coronavirus, y se convierten en recordatorios para tener en cuenta que lo mejor es prevenir el contagio a través de las aplicación de las vacunas y sus refuerzos, el uso del barbijo, la ventilación en ambientes cerrados, el distanciamiento y el lavado de manos. En los Estados Unidos, una nueva investigación permitió descubrir que la respuesta inmunitaria desencadenada por la enfermedad COVID-19 puede dañar los vasos sanguíneos del cerebro y provocar síntomas neurológicos a corto y largo plazo.

Se trata de un estudio realizado por los Institutos Nacionales de la Salud (NIH) publicado en la revista especializada Brain. Para hacer el trabajo, investigadores del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Ataques Cerebrovasculares (NINDS) examinaron los cambios cerebrales en nueve personas que murieron repentinamente tras contraer el virus.

Los científicos descubrieron que los anticuerpos -que son unas proteínas producidas por el sistema inmunitario en respuesta a los virus y otros invasores- están implicados en un ataque a las células que recubren los vasos sanguíneos del cerebro, lo que provoca inflamación y daños.

En consonancia con investigaciones anteriores del grupo, no se detectó al coronavirus SARS-CoV-2 en el cerebro de los pacientes. Eso sugiere que el virus no estaba infectando directamente el cerebro. La investigación se hizo para entender cómo la infección por el coronavirus puede desencadenar daños cerebrales puede ayudar a desarrollar terapias para los pacientes con COVID-19 que experimentan síntomas neurológicos persistentes.

“Los pacientes suelen desarrollar complicaciones neurológicas con el COVID-19, pero el proceso fisiopatológico subyacente no se conoce bien”, afirmó el doctor Avindra Nath, director clínico del NINDS y autor principal del estudio. “Anteriormente habíamos demostrado el daño de los vasos sanguíneos y la inflamación en los cerebros de los pacientes en la autopsia, pero no entendíamos la causa del daño. Creo que en este trabajo hemos conseguido una importante visión de la cascada de acontecimientos”, explicó.

El doctor Nath y su equipo descubrieron que los anticuerpos producidos en respuesta a la enfermedad COVID-19 pueden dirigirse por error a células cruciales para la barrera hematoencefálica. Las células endoteliales, estrechamente empaquetadas, ayudan a formar la barrera hematoencefálica, que impide que las sustancias nocivas lleguen al cerebro y permite el paso de las sustancias necesarias.

Los daños en las células endoteliales de los vasos sanguíneos del cerebro pueden provocar la fuga de proteínas de la sangre. Esto provoca hemorragias y coágulos en algunos pacientes con COVID-19 y puede aumentar el riesgo de un ataque cerebral.

A través del estudio que publicaron en Brain, por primera vez, los científicos han observado depósitos de inmunocomplejos -moléculas formadas cuando los anticuerpos se unen a antígenos (sustancias extrañas)- en la superficie de las células endoteliales del cerebro de los pacientes con COVID-19. Estos complejos inmunitarios pueden desencadenar una inflamación que provoque daños en los tejidos.

La investigación se basa en su estudio anterior, en el que se habían encontrado pruebas de daños cerebrales causados por el adelgazamiento y la filtración de los vasos sanguíneos. Sospechaban que el daño podía deberse a la respuesta inflamatoria natural del organismo al virus.

Para profundizar en esta respuesta inmunitaria, el doctorr Nath y su equipo examinaron el tejido cerebral de un subconjunto de pacientes del estudio anterior. Los nueve individuos, con edades comprendidas entre los 24 y los 73 años, fueron elegidos porque mostraban signos de daño en los vasos sanguíneos del cerebro según los escáneres estructurales del mismo. Las muestras se compararon con las de 10 casos controles. El equipo analizó la neuroinflamación y las respuestas inmunitarias mediante inmunohistoquímica, una técnica que utiliza anticuerpos para identificar proteínas marcadoras específicas en los tejidos.

Al igual que en su estudio anterior, los investigadores encontraron signos de fugas en los vasos sanguíneos, basados en la presencia de proteínas sanguíneas que normalmente no cruzan la barrera hematoencefálica. Esto sugiere que las uniones estrechas entre las células endoteliales de la barrera hematoencefálica están dañadas.

El doctor Nath y sus colegas encontraron pruebas de que el daño a las células endoteliales se debía probablemente a una respuesta inmunitaria, descubriendo depósitos de complejos inmunitarios en la superficie de las células. Estas observaciones sugieren un ataque mediado por anticuerpos que activa las células endoteliales.

Cuando las células endoteliales se activan, expresan unas proteínas denominadas “moléculas de adhesión” que hacen que las plaquetas se peguen entre sí. Se encontraron altos niveles de moléculas de adhesión en las células endoteliales de las muestras de tejido cerebral. “La activación de las células endoteliales hace que las plaquetas se adhieran a las paredes de los vasos sanguíneos, lo que provoca la formación de coágulos y la aparición de fugas. Al mismo tiempo, las uniones herméticas entre las células endoteliales se interrumpen y provocan fugas”, señaló Nath. “Una vez que se produce la fuga, las células inmunitarias, como los macrófagos, pueden acudir a reparar el daño, estableciendo una inflamación. Esto, a su vez, provoca daños en las neuronas”.

Los investigadores descubrieron que en las zonas con daños en las células endoteliales, más de 300 genes mostraban una expresión disminuida, mientras que seis genes estaban aumentados. Estos genes estaban asociados al estrés oxidativo, al daño del ADN y a la desregulación metabólica. Esto puede proporcionar pistas sobre la base molecular de los síntomas neurológicos relacionados con la COVID-19 y ofrecer posibles objetivos terapéuticos.

En conjunto, estos hallazgos permiten comprender la respuesta inmunitaria que daña el cerebro tras la infección por COVID-19. Sin embargo, no está claro a qué antígeno se dirige la respuesta inmunitaria, ya que no se ha detectado el virus en el cerebro. Es posible que los anticuerpos contra la proteína de la Espiga del coronavirus se unan al receptor de la enzima convertidora de angiotensina 2 (conocida en inglés como ACE2 ó en español como ECA2) utilizado por el virus para entrar en las células. Se necesitan más investigaciones para explorar esta hipótesis.

El estudio también puede tener implicancias para la comprensión y el tratamiento de los síntomas neurológicos a largo plazo después de la COVID-19, que incluyen dolor de cabeza, fatiga, pérdida del gusto y del olfato, problemas de sueño y “niebla cerebral”. Si los pacientes del estudio hubieran sobrevivido, los investigadores creen que probablemente habrían desarrollado el COVID Prolongado (PostCovid o COVID de larga duración).

“Es muy posible que esta misma respuesta inmunitaria persista en los pacientes con COVID Prolongado, lo que provocaría una lesión neuronal”, dijo Nath. “Podría haber una pequeña respuesta inmunitaria indolente que continúa, lo que significa que las terapias inmunomoduladoras podrían ayudar a estos pacientes. Así que estos hallazgos tienen implicaciones terapéuticas muy importantes”, agregó.

Los resultados sugieren que los tratamientos diseñados para prevenir el desarrollo de los complejos inmunes observados en el estudio podrían ser terapias potenciales para los síntomas neurológicos del COVID Prolongado o Covid de larga duración. El estudio contó con el financiamiento de la División de Investigación Intramuros del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Ataques Cerebrovasculares, la Fundación Roy J. Carver y el Instituto de Neurociencia de Iowa, en los Estados Unidos.

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