Minirriñones humanos con diabetes confirman la mayor susceptibilidad al Covid-19 de los diabéticos

Investigadores españoles desvelan por primera vez el papel esencial del receptor ACE2 en la mayor susceptibilidad a la infección por SARS-CoV-2

Minirriñones humanos IBEC

R. I.

Investigadores españoles han generado minirriñones humanos que simulan el riñón de una persona con diabetes en las etapas iniciales de la enfermedad y han confirmado que las personas con diabetes tienen una mayor susceptibilidad a la infección por SARS-CoV-2. Estas observaciones, verificadas en muestras de pacientes diabéticos, pueden abrir la puerta a nuevos tratamientos contra el Covid-19.

Los investigadores dirigidos por Nuria Montserrat , del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) desvelan además el papel esencial del receptor ACE2 en la mayor susceptibilidad a la infección por SARS-CoV-2.

La investigación ha sido posible gracias a las técnicas de bioingeniería que han posibilitao el desarrollo de minirriñones que simulan el riñón de pacientes en las fases iniciales de la diabetes.

Además, con el objetivo de demostrar que el receptor ACE2 tiene un papel esencial para la infección de SARS-CoV-2 en el riñón, los investigadores también generaron, mediante ingeniería genética, organoides defectivos para otros receptores descritos hasta la fecha como “puertas de entrada” para el virus. Esta fase del estudio se realizó con financiación de la Fundación BBVA .

Desde hace dos años los científicos trabajan en entender cómo se desarrolla el Covid-19 y qué relación tiene con otro tipo de enfermedades.

Los investigadores desarrollaron los minirriñones a partir de células madre humanas pluripotentes que fueron sometidas a condiciones de cultivo en el laboratorio con el fin de reproducir el entorno diabético

Diversos estudios han señalado, que las personas que sufrían diabetes eran más propensas a desarrollar Covid severa, así como que más del 20% de los pacientes hospitalizados por Covid-19 sufrían daño renal agudo. Sin embargo, hasta la fecha, se desconocía cual era el factor causal que originaba que esto sucediera.

Ahora, este equipo internacional liderado por Montserrat, presenta sus resultados en la revista « Cell Metabolism ».

Nuria Montserrat IBEC

Para crear minirriñones con las mismas características celulares, y las mismas alteraciones metabólicas que las que se encuentran en los riñones de una persona diabética en la fase inicial de la enfermedad, los investigadores desarrollaron los minirriñones a partir de células madre humanas pluripotentes que fueron sometidas a condiciones de cultivo en el laboratorio con el fin de reproducir el entorno diabético.

Posteriormente, utilizando diferentes técnicas de biología molecular, como la edición genética, observaron que, en los minirriñones diabéticos, la abundancia de receptor ACE2 era la que determinaba la susceptibilidad a la infección viral, estableciendo una relación causal entre la diabetes y la presencia de uno de los receptores determinantes en la infección por SARS-CoV-2.

«Nuestro modelo nos ha permitido observar que los minirriñones diabéticos, con mayor número de receptores ACE2, presentan una mayor susceptibilidad a la infección viral», señala Elena Garreta, primera coautora del estudio.

Este modelo, añade Montserrat, permite avanzar nuestro conocimiento acerca de cómo pueden afectar condiciones del microambiente del tejido u órgano en el momento de la infección viral.

«Para llevar este modelo al siguiente paso de la traslación clínica una alternativa inmediata y necesaria es la de realizar este estudio en condiciones fisiológicas, copiando de manera más robusta los factores fisiológicos del órgano en estado sano y condición diabética. Para ello los denominados laboratorios-en-un-chip permiten abordar este tipo de cuestiones de manera más robusta y escalable. En este momento estamos trabajando en esta área de trabajo», agrega esta investigadora.

Además, empleando técnicas punteras como la secuenciación de ARN, los investigadores identificaron que los minirriñones diabéticos poseen una firma metabólica que podría explicar por qué los minirriñones diabéticos se infectan más.

Equipo de investigadores IBEC

Para verificar si los resultados obtenidos con los minirriñones se observaban también en el órgano nativo, los investigadores analizaron células renales de pacientes con diabetes y de individuos sin diabetes. Los datos demostraron que las células renales de pacientes diabéticos, del mismo modo que lo que ocurre en los minirriñones, presentaban más receptores ACE2 y sufrían susceptibilidad a la infección por SARS-CoV-2.

A fin de ahondar en los mecanismos que pueden explicar tales observaciones, los investigadores utilizaron un compuesto que modula el estado metabólico de las células y comprobaron que el tratamiento disminuía la infección viral.

Ahora podemos interrogar ahora en los organoides de riñón infectados acerca de cuáles son las vías celulares y mecanismos que se activan después de la infección

«Hemos demostrado que el virus SARS-CoV-2 es capaz de infectar directamente las células de túbulo proximal aisladas del riñón humano, y que la diabetes hace que estas células sean mas propensas a la infección», asegura Megan Stanifer, investigadora de la Universidad de Florida y primera coautora del estudio.

Algunos estudios han sugerido que el Covid-19 puede favorecer la aparición de la diabetes. En este sentido Montserrat explica que este tipo de modelos celulares basados en organoides pueden ayudar a arrojar algo de luz «dado que podemos interrogar ahora en los organoides de riñón infectados acerca de cuáles son las vías celulares y mecanismos que se activan después de la infección».

En este sentido, y utilizando tecnologías como la secuenciación del ARN, añade, « hemos identificado cambios metabólicos después de la infección por SARS-CoV-2 en los minirriñones diabéticos . En el futuro, para abordar esta cuestión tendremos que estudiar los efectos de la infección por SARS-CoV-2 en tiempos tardíos después de la infección».

Este nuevo modelo de minirriñón diabético abrirá las puertas a estudiar el papel de otras enfermedades llamadas “comórbidas”, como la hipertensión, en el desarrollo de la COVID-19 y otras patologías complejas.

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