Posible descubrimiento del mecanismo detrás de los misteriosos síntomas de COVID-19

En pacientes con COVID-19 grave y prolongado, a menudo se ha observado una coagulación sanguínea alterada. Ahora, investigadores de la Universidad de Linköping (LiU), Suecia, han descubierto que el sistema inmunitario del cuerpo puede afectar la proteína de punta en la superficie del virus SARS-CoV-2, lo que lleva a la producción de una proteína de punta mal plegada llamada amiloide. El descubrimiento de una posible conexión entre la producción dañina de amiloide y los síntomas de COVID-19 se ha publicado en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense.

En aquellos que tienen COVID-19 grave y a largo plazo, otros órganos además de los pulmones pueden verse gravemente afectados. Pueden persistir síntomas complejos y daños en, por ejemplo, el corazón, los riñones, los ojos, la nariz y el cerebro, así como alteraciones en la coagulación de la sangre. Por qué la enfermedad afecta al cuerpo de esta manera es en gran parte un misterio. Ahora, los investigadores de LiU han encontrado un mecanismo biológico que nunca antes se había descrito y que puede ser parte de la explicación.

El equipo de investigación estudia enfermedades causadas por proteínas mal plegadas, de las cuales la enfermedad de Alzheimer en el cerebro es el ejemplo más conocido. Los investigadores 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 las proteínas se pliegan de formas específicas que dan lugar a una estructura tridimensional específica. Además de esta forma, una proteína también puede asumir una forma alternativa. Se sabe que más de 30 proteínas diferentes tienen este tipo de forma alternativa, que está asociada con la enfermedad. Esta proteína plegada alternativa se llama amiloide. Los investigadores de LiU se preguntaron si el virus que causa COVID-19, SARS-CoV-2, contiene una proteína que puede crear amiloide. Estaban interesados ​​específicamente en la proteína de punta en la superficie del virus, que el virus usa para interactuar con las células del cuerpo e infectarlas.

Usando 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.

¿Pero estas fibrillas surgen espontáneamente? Es bien sabido que muchas enfermedades, como el Alzheimer, están precedidas por un proceso en el que el cuerpo corta proteínas grandes en pedazos más pequeños, que a su vez pueden producir el amiloide dañino. En su estudio, los investigadores muestran que una enzima de los glóbulos blancos del sistema inmunitario puede cortar la proteína espiga del coronavirus. Cuando la proteína espiga 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, que se liberan al principio durante infecciones como la 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 del SARS-CoV-2 que produce amiloide y partes de la misma. Las fibrillas a partir de la proteína espiga de tamaño completo se ramificaron como las extremidades de un cuerpo. Amiloide no suelen ramificarse así. Creemos que se debe a las características de la proteína espiga”, dice Per Hammarström, profesor del Departamento de Física, Química y Biología (IFM) de la Universidad de Linköping.

Investigaciones anteriores, incluido un estudio realizado por investigadores sudafricanos, han indicado que la proteína de pico puede estar involucrada en la producción de pequeños coágulos de sangre. La sangre contiene la proteína fibrina, que ayuda a la sangre 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. La coagulación sanguínea alterada también se observa en muchas enfermedades relacionadas con el amiloide.

«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 importante para muchos campos de investigación, y esperamos que otros los investigadores examinarán las preguntas que plantea», dice Sofie Nyström, profesora asociada en IFM y la otra autora del estudio.