CÓMO ES QUE EL COVID-19 CAUSA PÉRDIDA DE OLFATO

Las células de soporte olfativas, no las neuronas, son vulnerables a la nueva infección por coronavirus

La pérdida temporal del olfato, o anosmia, es el síntoma neurológico principal y uno de los primeros y más comunes indicadores de COVID-19. Los estudios sugieren que predice mejor la enfermedad que otros síntomas bien conocidos, como fiebre y tos, pero los mecanismos subyacentes para la pérdida del olfato en pacientes con COVID-19 no han sido claros.

Ahora, un equipo internacional de investigadores dirigido por neurocientíficos de la Facultad de Medicina de Harvard ha identificado los tipos de células olfativas más vulnerables a la infección por SARS-CoV-2, el virus que causa COVID-19.

Sorprendentemente, las neuronas sensoriales que detectan y transmiten el olfato al cerebro no se encuentran entre los tipos de células vulnerables.

Reportando en Science Advances el 24 de julio, el equipo de investigación descubrió que las neuronas sensoriales olfativas no expresan el gen que codifica la proteína del receptor ACE2, que el SARS-CoV-2 usa para ingresar a las células humanas. En cambio, ACE2 se expresa en células que proporcionan soporte metabólico y estructural a las neuronas sensoriales olfativas, así como a ciertas poblaciones de células madre y células de los vasos sanguíneos.

Los hallazgos sugieren que la infección de tipos de células no neuronales puede ser responsable de la anosmia en pacientes con COVID-19 y ayudan a informar los esfuerzos para comprender mejor la progresión de la enfermedad.

“Nuestros hallazgos indican que el nuevo coronavirus cambia el sentido del olfato en pacientes no infectando directamente las neuronas sino afectando la función de las células de soporte”, dijo el autor principal del estudio, Sandeep Robert Datta, profesor asociado de neurobiología en el Instituto Blavatnik del HMS.

Esto implica que, en la mayoría de los casos, es poco probable que la infección por SARS-CoV-2 dañe permanentemente los circuitos neuronales olfativos y conduzca a una anosmia persistente, agregó Datta, una condición que está asociada con una variedad de problemas de salud mental y social, particularmente depresión y ansiedad.

“Creo que son buenas noticias, porque una vez que la infección desaparece, las neuronas olfativas no parecen necesitar ser reemplazadas o reconstruidas desde cero”, dijo. “Pero necesitamos más datos y una mejor comprensión de los mecanismos subyacentes para confirmar esta conclusión”.

Según los datos emergentes, la mayoría de los pacientes con COVID-19 experimentan cierto nivel de anosmia, con mayor frecuencia temporal. Los análisis de los registros electrónicos de salud indican que los pacientes con COVID-19 tienen 27 veces más probabilidades de tener pérdida del olfato, pero solo tienen entre 2,2 y 2,6 veces más probabilidades de tener fiebre, tos o dificultad respiratoria, en comparación con los pacientes sin COVID-19.

Algunos estudios han insinuado que la anosmia en COVID-19 difiere de la anosmia causada por otras infecciones virales, incluidos otros coronavirus.

Por ejemplo, los pacientes con COVID-19 generalmente recuperan su sentido del olfato en el transcurso de semanas, mucho más rápido que los meses que puede tomar para recuperarse de la anosmia causada por un subconjunto de infecciones virales que se sabe que dañan directamente las neuronas sensoriales olfativas. Además, muchos virus causan una pérdida temporal del olfato al desencadenar problemas respiratorios superiores, como la nariz tapada. Sin embargo, algunos pacientes con COVID-19 experimentan anosmia sin obstrucción nasal.

Identificando vulnerabilidad

En el estudio actual, Datta y sus colegas se propusieron comprender mejor cómo se altera el sentido del olfato en pacientes con COVID-19 al identificar los tipos de células más vulnerables a la infección por SARS-CoV-2.

Comenzaron analizando los conjuntos de datos de secuenciación de células individuales existentes que en total catalogaron los genes expresados por cientos de miles de células individuales en las cavidades nasales superiores de humanos, ratones y primates no humanos.

El equipo se centró en el gen ACE2, ampliamente encontrado en las células del tracto respiratorio humano, que codifica la proteína receptora principal a la que se dirige el SARS-CoV-2 para ingresar a las células humanas. También analizaron otro gen, TMPRSS2, que codifica una enzima que se considera importante para la entrada de SARS-CoV-2 en la célula.

Los análisis revelaron que tanto ACE2 como TMPRSS2 son expresadas por células en el epitelio olfativo, un tejido especializado en el techo de la cavidad nasal responsable de la detección de olores que alberga las neuronas sensoriales olfativas y una variedad de células de soporte.

Sin embargo, ninguno de los genes fue expresado por las neuronas sensoriales olfativas. Por el contrario, estas neuronas expresaron genes asociados con la capacidad de otros coronavirus para ingresar a las células.

Los investigadores encontraron que dos tipos de células específicas en el epitelio olfativo expresaron ACE2 a niveles similares a los observados en las células del tracto respiratorio inferior, los objetivos más comunes del SARS-CoV-2, lo que sugiere una vulnerabilidad a la infección.

Estos incluían células sustentaculares, que se envuelven alrededor de las neuronas sensoriales y se cree que proporcionan soporte estructural y metabólico, y células basales, que actúan como células madre que regeneran el epitelio olfativo después del daño. La presencia de proteínas codificadas por ambos genes en estas células se confirmó por inmunotinción.

En experimentos adicionales, los investigadores encontraron que las células madre del epitelio olfativo expresaron la proteína ACE2 a niveles más altos después del daño inducido artificialmente, en comparación con las células madre en reposo. Esto puede sugerir una vulnerabilidad adicional al SARS-CoV-2, pero no está claro si esto es importante o no para el curso clínico de la anosmia en pacientes con COVID-19, dijeron los autores.

Datta y sus colegas también analizaron la expresión génica en casi 50,000 células individuales en el bulbo olfativo del ratón, la estructura en el prosencéfalo que recibe señales de las neuronas sensoriales olfativas y es responsable del procesamiento inicial del olor.

Las neuronas en el bulbo olfativo no expresaron ACE2. El gen y la proteína asociada estaban presentes solo en las células de los vasos sanguíneos, particularmente los pericitos, que están involucrados en la regulación de la presión arterial, el mantenimiento de la barrera hematoencefálica y las respuestas inflamatorias. Ningún tipo de célula en el bulbo olfativo expresó el gen TMPRSS2.

Pista de pérdida de olor

Juntos, estos datos sugieren que la anosmia relacionada con COVID-19 puede surgir de una pérdida temporal de la función de las células de soporte en el epitelio olfativo, que indirectamente provoca cambios en las neuronas sensoriales olfativas, dijeron los autores.

“Sin embargo, aún no entendemos completamente cuáles son esos cambios”, dijo Datta. “Las células sustentaculares han sido ignoradas en gran medida, y parece que debemos prestarles atención, de forma similar a la forma en que apreciamos cada vez más el papel crítico que desempeñan las células gliales en el cerebro”.

Los hallazgos también ofrecen pistas interesantes sobre los problemas neurológicos asociados con COVID-19. Las observaciones son consistentes con las hipótesis de que el SARS-CoV-2 no infecta directamente las neuronas, sino que puede interferir con la función cerebral al afectar las células vasculares en el sistema nervioso, dijeron los autores. Esto requiere más investigación para verificar, agregaron.

Los resultados del estudio ahora ayudan a acelerar los esfuerzos para comprender mejor la pérdida del olfato en pacientes con COVID-19, lo que a su vez podría conducir a tratamientos para la anosmia y al desarrollo de mejores diagnósticos basados en el olfato para la enfermedad.

“La anosmia parece un fenómeno curioso, pero puede ser devastador para la pequeña fracción de personas en las que es persistente”, dijo Datta. “Puede tener graves consecuencias psicológicas y podría ser un importante problema de salud pública si tenemos una población en crecimiento con pérdida permanente del olfato”.

El equipo también espera que los datos puedan ayudar a allanar el camino para preguntas sobre la progresión de la enfermedad, como si la nariz actúa como reservorio del SARS-CoV-2. Esos esfuerzos requerirán estudios en instalaciones que permitan experimentos con coronavirus vivos y análisis de datos de autopsias humanas, dijeron los autores, que aún son difíciles de conseguir. Sin embargo, el espíritu de colaboración de la investigación científica de la era de la pandemia exige optimismo.

“Iniciamos este trabajo porque mi laboratorio tenía un par de conjuntos de datos listos para analizar cuando ocurrió la pandemia, y publicamos una preimpresión inicial”, dijo Datta. “Lo que sucedió después de eso fue sorprendente, los investigadores de todo el mundo se ofrecieron a compartir y fusionar sus datos con nosotros en una especie de consorcio mundial improvisado. Este fue un verdadero logro de colaboración”.

Los primeros autores del estudio son David Brann, Tatsuya Tsukahara y Caleb Weinreb. Otros autores incluyen a Marcela Lipovsek, Koen Van den Berge, Boying Gong, Rebecca Chance, Iain Macaulay, Hsin-jung Chou, Russell Fletcher, Diya Das, Kelly Street, Hector Roux de Bezieux, Yoon-Gi Choi, Davide Risso, Sandrine Dudoit, Elizabeth Purdom, Jonathan Mill, Ralph Abi Hachem, Hiroaki Matsunami, Darren Logan, Bradley Goldstein, Matthew Grubb y John Ngai.

Fecha:

24 de julio de 2020

Fuente:

Escuela Médica de Harvard