El Coronavirus SARS-CoV-2 infecta las células del intestino
Investigadores del Instituto Hubrecht en Utrecht, el Centro Médico de la Universidad Erasmus MC de Rotterdam y la Universidad de Maastricht en los Países Bajos han descubierto que el coronavirus SARS-CoV-2, que causa el COVID-19, puede infectar las células del intestino y multiplicarse allí. Utilizando modelos de cultivo celular de última generación del intestino humano, los investigadores han propagado con éxito el virus in vitro, y han supervisado la respuesta de las células al virus, proporcionando un nuevo modelo de cultivo celular para el estudio de COVID-19. Estos hallazgos podrían explicar la observación de que aproximadamente un tercio de los pacientes con COVID-19 experimentan síntomas gastrointestinales como diarrea, y el hecho de que el virus a menudo puede ser detectado en muestras de heces. Los resultados de este estudio se publicaron en la revista científica Science el 1 de mayo de 2020.
Los pacientes con COVID-19 muestran una variedad de síntomas asociados con los órganos respiratorios - como tos, estornudos, dificultad para respirar y fiebre - y la enfermedad se transmite a través de pequeñas gotas que se propagan principalmente a través de la tos y los estornudos. Sin embargo, un tercio de los pacientes también presentan síntomas gastrointestinales, como náuseas y diarrea. Además, el virus puede detectarse en las heces humanas mucho después de que se hayan resuelto los síntomas respiratorios. Esto sugiere que el virus también puede propagarse a través de la llamada "transmisión fecal-oral".
Aunque los órganos respiratorios y gastrointestinales pueden parecer muy diferentes, hay algunas similitudes clave. Una similitud particularmente interesante es la presencia del receptor ACE2, el receptor a través del cual el virus COVID-19 causante del SARS-CoV-2 puede entrar en las células. El interior del intestino está cargado de receptores ACE2. Sin embargo, hasta ahora se desconocía si las células intestinales podían realmente infectarse y producir partículas de virus.
Coronavirus SARS-CoV-2 (círculos oscuros) en el borde de una célula intestinal (esquina inferior izquierda). Crédito: Kèvin Knoops, copyright Universidad de Maastricht
Los científicos investigaron la respuesta de las células intestinales al virus con la secuenciación de ARN, un método para estudiar qué genes están activos en las células. Esto reveló que los llamados genes estimulados por el interferón se activan. Se sabe que estos genes combaten las infecciones virales. El trabajo futuro se centrará en estos genes con más cuidado, y en cómo podrían ser utilizados para desarrollar nuevos tratamientos.
Los investigadores también cultivaron los organoides en diferentes condiciones que dan lugar a células con niveles más altos y más bajos del receptor ACE2, a través de los cuales el SARS-CoV-2 puede entrar en las células. Para su sorpresa, encontraron que el virus infectó células con niveles altos y bajos del receptor ACE2. En última instancia, estos estudios pueden conducir a nuevas formas de bloquear la entrada del virus en nuestras células.
Investigadores del Instituto Hubrecht en Utrecht, el Centro Médico de la Universidad Erasmus MC de Rotterdam y la Universidad de Maastricht en los Países Bajos han descubierto que el coronavirus SARS-CoV-2, que causa el COVID-19, puede infectar las células del intestino y multiplicarse allí. Utilizando modelos de cultivo celular de última generación del intestino humano, los investigadores han propagado con éxito el virus in vitro, y han supervisado la respuesta de las células al virus, proporcionando un nuevo modelo de cultivo celular para el estudio de COVID-19. Estos hallazgos podrían explicar la observación de que aproximadamente un tercio de los pacientes con COVID-19 experimentan síntomas gastrointestinales como diarrea, y el hecho de que el virus a menudo puede ser detectado en muestras de heces. Los resultados de este estudio se publicaron en la revista científica Science el 1 de mayo de 2020.
Los pacientes con COVID-19 muestran una variedad de síntomas asociados con los órganos respiratorios - como tos, estornudos, dificultad para respirar y fiebre - y la enfermedad se transmite a través de pequeñas gotas que se propagan principalmente a través de la tos y los estornudos. Sin embargo, un tercio de los pacientes también presentan síntomas gastrointestinales, como náuseas y diarrea. Además, el virus puede detectarse en las heces humanas mucho después de que se hayan resuelto los síntomas respiratorios. Esto sugiere que el virus también puede propagarse a través de la llamada "transmisión fecal-oral".
Aunque los órganos respiratorios y gastrointestinales pueden parecer muy diferentes, hay algunas similitudes clave. Una similitud particularmente interesante es la presencia del receptor ACE2, el receptor a través del cual el virus COVID-19 causante del SARS-CoV-2 puede entrar en las células. El interior del intestino está cargado de receptores ACE2. Sin embargo, hasta ahora se desconocía si las células intestinales podían realmente infectarse y producir partículas de virus.
Organoides intestinales
Investigadores del Instituto Hubrecht, Erasmus MC y la Universidad de Maastricht se propusieron determinar si el virus del SARS-CoV-2 puede infectar directamente las células del intestino y, en caso afirmativo, si también puede replicarse allí. Utilizaron organoides intestinales humanos: versiones diminutas del intestino humano que se pueden cultivar en el laboratorio. Hans Clevers (Instituto Hubrecht): "Estos organoides contienen las células del revestimiento del intestino humano, lo que los convierte en un modelo convincente para investigar la infección por el SARS-CoV-2."Infección de las células intestinales
Cuando los investigadores añadieron el virus a los organoides, se infectaron rápidamente. El virus entra en un subconjunto de las células de los organoides intestinales, y el número de células infectadas aumenta con el tiempo. Utilizando la microscopía electrónica, una forma avanzada de visualizar diferentes componentes de la célula con gran detalle, los investigadores encontraron partículas de virus dentro y fuera de las células de los organoides. Peter Peters (Universidad de Maastricht): "Debido al bloqueo, todos estudiamos diapositivas virtuales de los organoides infectados a distancia desde casa."Los científicos investigaron la respuesta de las células intestinales al virus con la secuenciación de ARN, un método para estudiar qué genes están activos en las células. Esto reveló que los llamados genes estimulados por el interferón se activan. Se sabe que estos genes combaten las infecciones virales. El trabajo futuro se centrará en estos genes con más cuidado, y en cómo podrían ser utilizados para desarrollar nuevos tratamientos.
Los investigadores también cultivaron los organoides en diferentes condiciones que dan lugar a células con niveles más altos y más bajos del receptor ACE2, a través de los cuales el SARS-CoV-2 puede entrar en las células. Para su sorpresa, encontraron que el virus infectó células con niveles altos y bajos del receptor ACE2. En última instancia, estos estudios pueden conducir a nuevas formas de bloquear la entrada del virus en nuestras células.