Investigadores de la Universidad de Washington en Seattle han realizado un estudio que sugiere que la infección por el coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) puede infectar directamente el tejido cardíaco y contribuir a la disfunción cardíaca de todo el órgano, según publica el portal web de información médica, News-medical en un artículo revisado por la dra. Sally Robertson, B.Sc.
Charles Murry y sus colegas descubrieron que el virus infectaba directamente a los cardiomiocitos, afectaba sus propiedades electrofisiológicas y contráctiles y, finalmente, causaba la muerte celular.
«Estos resultados apoyan la hipótesis de que, independientemente de la inflamación o la coagulopatía, el SARS-CoV-2 puede causar daño cardíaco funcional directo», escribe el equipo.
Los investigadores dicen que, además de los esfuerzos para controlar la inflamación sistémica en pacientes con enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), también se debe considerar el uso de medicamentos antivirales o cardioactivos para ayudar a prevenir complicaciones cardiovasculares a largo plazo.
Una versión preimpresa del artículo está disponible en el servidor bioRxiv * , mientras que el artículo se somete a revisión por pares.
Efectos potenciales directos e indirectos de la infección por SARS-CoV-2
Desde que se identificaron por primera vez los primeros casos de COVID-19 en Wuhan, China, a fines del año pasado, la rápida propagación del SARS-CoV-2 ha provocado una pandemia en la que más de 25 millones de personas en todo el mundo han sido infectadas y más de 848,000. han muerto.
Aunque COVID-19 se considera principalmente una enfermedad respiratoria, puede afectar al sistema cardiovascular y empeorar problemas preexistentes, además de provocar el desarrollo de otros nuevos.
Los efectos cardiovasculares adversos están contribuyendo significativamente a una mayor mortalidad entre los pacientes con COVID-19; sin embargo, hasta ahora, los mecanismos subyacentes del compromiso cardíaco aún no están claros, dicen Murry y su equipo.
Después de la infección con el SARS-CoV-2, el sistema inmunológico puede lanzar una liberación excesiva incontrolada de citocinas inflamatorias que pueden exacerbar los problemas cardiovasculares existentes e incluso causar insuficiencia cardíaca. Además, COVID-19 está asociado con el desarrollo de coagulopatías que también pueden dañar el corazón.
Por otro lado, el SARS-CoV-2 podría causar directamente daño cardíaco después de ingresar a los cardiomiocitos mediante la unión de la proteína «espiga» de la superficie viral al receptor de la célula huésped angiotensina, enzima convertidora 2 (ACE2).
Los autores dicen que un número creciente de informes ha mostrado la presencia del genoma del SARS-CoV-2 en el tejido cardíaco y evidencia de miocarditis viral entre pacientes con COVID-19, incluidas personas con enfermedad asintomática.
Esto sugiere que «el SARS-CoV-2 podría exhibir tropismo cardíaco y, por lo tanto, afectar directamente la función cardíaca», escriben. «El infarto de miocardio, las arritmias y la insuficiencia cardíaca son las complicaciones cardiovasculares más comunes observadas en los pacientes con COVID-19».
¿Qué implicó el estudio actual?
Ahora, el equipo ha utilizado cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes humanas (hPSC-CM) y tejidos cardíacos humanos diseñados en tres dimensiones (3D-EHT) para investigar el tropismo cardíaco del SARS-CoV-2 y estudiar los cardiomiocitos infectados para aclarar la funcionalidad. cambios que pueden ser la base de los síntomas cardíacos en los casos de COVID-19.
Los investigadores encontraron que la proteína ACE2 se expresaba fuertemente en hPSC-CM derivadas de múltiples líneas, incluidas las células madre embrionarias femeninas RUES2 (hESC), las hESC femeninas H7 y las células madre pluripotentes masculinas inducidas por WTC11c (hiPSC).
En conjunto, el equipo concluyó que las hPSC-CM expresan proteínas que las hacen susceptibles a la infección por SARS-CoV-2.
Prueba de la susceptibilidad de las células a la infección por SARS-CoV-2
Dado que la expresión de ACE2 fue la más alta entre las hPSC-CM derivadas de H7 y WTC11c, los investigadores probaron la susceptibilidad funcional a la infección en estas líneas celulares.
Incubaron hPSC-CM de alta pureza con la cepa SARS-CoV-2 / Wa-1 a una multiplicidad de infección (MOI; el número de viriones viables por célula) de 0,1 o 5.
El equipo observó cambios citopáticos diseminados y significativos tanto en las CM de hESC H7 como en las CM de hiPSC de WTC11c, que se aceleraron a los 5 MOI.
Lo más importante es que las células dejaron de latir y comenzaron a morir a las 48 horas posteriores a la infección en ambas líneas celulares.
«Sorprendentemente, incluso en ausencia de efectos citopáticos importantes, la infección por SARS-CoV-2 dio como resultado rápidamente una frecuencia de latido reducida, una amplitud de pico de despolarización más baja y una velocidad de conducción eléctrica reducida», escriben los investigadores.
«Estas propiedades de la infección por SARS-CoV-2 en los cardiomiocitos podrían explicar la alta tasa de arritmia (~ 14%) que se ha observado en los pacientes con COVID-19», añaden.
La tinción por inmunofluorescencia reveló la presencia sustancial de factores virales en el citoplasma de ambas líneas celulares, confirmando así que el SARS-CoV-2 había infectado directamente las CM de hPSC.
Evaluación de los efectos en el tejido cardíaco humano diseñado
Al evaluar las propiedades contráctiles de hPSC-CM infectadas utilizando 3D-EHT, el equipo descubrió que el comportamiento contráctil estaba significativamente afectado.
Los autores dicen que esto muestra que la función mecánica de los cardiomiocitos se ve afectada por la infección por SARS-CoV-2 y que esto podría contribuir a la disfunción cardíaca de todo el órgano en los pacientes.
«Estos resultados apoyan la hipótesis de que, independientemente de la inflamación o la coagulopatía, el SARS-CoV-2 puede causar daño cardíaco funcional directo», escriben los investigadores.«
«Los pacientes con COVID-19 se tratan comúnmente con esteroides para controlar la inflamación sistémica. Sin embargo, nuestros datos sugieren que los tratamientos destinados a controlar el daño directo del SARS-CoV-2, por ejemplo, medicamentos antivirales y / o fármacos cardioactivos, también deben tenerse en cuenta para prevenir complicaciones cardiovasculares a largo plazo ”, concluye el equipo.
*Noticia importante: bioRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud o tratarse como información establecida.
Referencia de la revista:
- Murry C y col. El SARS-CoV-2 infecta a los cardiomiocitos derivados de células madre pluripotentes humanas, lo que altera la función eléctrica y mecánica. bioRxiv 2020. doi: https://doi.org/10.1101/2020.08.30.274464
Vía: News-medical