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La replicación del SARS-CoV-2 en las células nasales podría proporcionar un objetivo de vacunación

Los investigadores han descubierto que las células ciliadas nasales se dirigen al inicio de la infección por COVID-19, lo que puede abrir la posibilidad de prevenir la infección mediante el establecimiento de inmunidad de la mucosa nasal.

Proteína ACE2 en células nasales. Crédito de la imagen: Instituto de Ciencias Básicas

La replicación del SARS-CoV-2 se dirige a las células nasolagrimales en las primeras etapas de la infección por COVID-19

La pandemia de COVID-19 ha provocado un aumento de los estudios epidemiológicos con esfuerzos de investigación centrados en elementos como los mecanismos de infección, que pueden proporcionar información sobre el desarrollo de tratamientos preventivos eficaces.

Se sabe que el SARS-CoV-2, el agente causante de COVID-19, infecta las células a través de la interacción entre la proteína del pico del virus y el dominio de unión al receptor ACE2 extracelular.

La entrada del virus en las células se complementa con varios tipos de proteasas, que permiten que el virus y las membranas celulares se fusionen. Si bien se sabe que el tracto respiratorio superior se ve comprometido en una infección temprana, aún no se han determinado los tipos exactos de células que infecta el virus en la etapa temprana.

Sin embargo, una nueva investigación dirigida por el director KOH Gou Young y científicos del Centro de Investigación Vascular dentro Instituto de Ciencias Básicas de Corea del SurAhora pueden detectar los procesos involucrados en las primeras etapas de la infección por COVID-19.

Los investigadores lograron esto mediante el uso de tinción por inmunofluorescencia (IFS) y secuenciación de ARN unicelular (scRNA-seq) en moléculas involucradas en el proceso de entrada del virus. Este proceso permitió a Koh y sus colegas identificar objetivos virales a nivel celular.

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Primero se recopilaron datos sobre la presencia y abundancia de moléculas relacionadas con la entrada del SARS-CoV-2, incluidas ACE2, TMPRSS2 y FURIN en las superficies de diferentes tipos de células en el epitelio nasal. Las proteínas se encuentran en cantidades más altas en las células ciliadas, especialmente en los lados apical y superior de las células.

A continuación, los investigadores estudiaron estas células epiteliales nasales utilizando scRNA-seq y visualizaron las células en diferentes grupos.

Se recolectaron muestras de 4 pacientes el primer día del diagnóstico de COVID-19, que se compararon con dos muestras de donantes sanos. Se encontró que la proporción de células multicelulares se redujo significativamente en las muestras de pacientes afectados, mientras que hubo un aumento de células secretoras y células diferenciadas.

Esto indica que las células multicelulares son las primeras en ser atacadas y destruidas por el SARS-CoV-2, que luego son reemplazadas por los últimos tipos de células.

Luego, el estudio midió el nivel de transcripciones de ARNm del SARS-CoV-2 dentro de los diferentes tipos de células.

Entre todas las células epiteliales en pacientes con COVID-19, el 38% de las células se clasificaron como células SARS-CoV-2hi. Hasta el 75% de los genes detectados en estas células eran de origen viral, en comparación con menos del 1% para otras poblaciones celulares.

Estos resultados demuestran que estas células sirven como fábricas clave para la producción masiva de virus SARS-CoV-2.

Desarrollar nuevas estrategias preventivas mediante el seguimiento de las vías virales.

Comprender cómo se producen las infecciones virales puede proporcionar pistas importantes para desarrollar estrategias preventivas y desarrollar vacunas y agentes terapéuticos eficaces.

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Como tal, los investigadores luego utilizaron un análisis de pseudo-curso temporal para predecir las vías de diferenciación entre las diferentes células involucradas durante la infección. La vía de diferenciación mostró que las células del SARS-CoV-2hi probablemente se originaron a partir de células ciliadas.

Un análisis adicional de las muestras de pacientes infectados determinó de manera concluyente que hasta el 85% de las plantas de SARS-CoV-2 eran de hecho multicelulares.

Por lo tanto, este estudio indicó que las células multicelulares en el epitelio nasal son las primeras células en ser atacadas en la infección temprana de COVID-19. Estos resultados sugieren que atacar estas células con tratamientos específicos, como aerosoles nasales, podría ser una estrategia ideal para reducir la infección por COVID-19 en las primeras etapas.

De hecho, los estudios podrían examinar más a fondo el potencial de los tratamientos intranasales para detener la replicación del SARS-CoV-2 en su camino. La investigación futura también podría tener como objetivo determinar si los tratamientos posteriores a la infección también pueden reducir la gravedad de la enfermedad y mejorar las tasas de curación.

Referencia de la revista:

  • Ji Hoon Ahn, Jongmo Kim, Seon Pyo Hong, Song Young Choi, Myung Jin Yang, Young Seok Joo, Young Tae Kim, Ho Min Kim, MD Tazikor Rahman, Man Ki Chung, Sang Duk Hong, Hosung Bae, Chang Seop Lee y Joo Young Koh. Las células ciliadas nasales son los objetivos principales de la replicación del SARS-CoV-2 en la etapa inicial de COVID-19. Journal of Clinical Investigation, 1 de julio de 2021