Una investigación del Laboratorio de Biología Computacional del CIC bioGUNE -miembro del Basque Research & Technology Alliance, BRTA- y del Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB), de Luxemburgo, ha logrado describir un nuevo método para identificar las moléculas que amplifican y mantienen la respuesta inflamatoria ante una infección. El trabajo ha sido publicado en la revista Science Advances. El equipo de investigadores utiliza su novedoso método para identificar estas moléculas en pacientes con Covid-19 y así proponer nuevas dianas potenciales de intervención terapéutica para casos graves de la enfermedad.
Al ser infectado por un virus, el sistema inmunitario humano suele activarse para combatir al intruso. La respuesta inmunitaria se produce a partir de una serie de procesos complejos que implican a varios tipos de células que se comunican entre sí por medio de unas proteínas denominadas citoquinas. Una de las principales tareas del sistema inmunitario es identificar y eliminar las células del organismo que se han infectado y que provocan la inflamación.
"Normalmente, el sistema inmunitario está muy controlado y consigue reducir al máximo el daño tisular", explica Antonio del Sol, investigador Ikerbasque, y líder del grupo del Laboratorio de Biología Computacional de CIC bioGUNE. "Sin embargo, en condiciones en las que el factor patógeno no puede ser eliminado fácilmente, sabemos que los pacientes pueden desarrollar una condición hiperinflamatoria en la que la respuesta inmune se amplifica y se mantiene mediante bucles de retroalimentación positiva. Este estado hiperinflamatorio aumenta la gravedad de los síntomas y puede incluso llevar a la muerte. El reto actual es cómo aliviar la inflamación sin disminuir la capacidad del paciente para eliminar el SARS-CoV-2, el virus causante de la Covid-19", añade.
Para solucionar este problema, los investigadores han desarrollardo un método nuevo que permite identificar los moduladores de la respuesta inmunitaria. Una vez identificadas las moléculas que amplifican la inflamación, su actividad puede reducirse a niveles inocuos. Analizando más de 1.700 interacciones célula-célula, el grupo creó un mapa completo de la respuesta inmunitaria en los pulmones de los pacientes de Covid-19 con síntomas leves y graves. La característica especial de este enfoque es que se utilizó la información genómica de las células individuales para crear estos mapas, representando así también los diferentes tipos de células del sistema inmunitario.
"Hemos decidido utilizar nuestro modelo en el contexto de la Covid-19, ya que los pacientes con cursos graves de la enfermedad también suelen presentar hiperinflamación, lo que pone en peligro su vida", dice Sascha Jung, primer autor del estudio. "Descubrimos que el aumento de la inflamación está causado por mecanismos de retroalimentación, que también perjudican parcialmente a las células inmunitarias y que, por tanto, exacerban la respuesta inflamatoria", afirma.
El Prof. Antonio Del Sol y su equipo utilizaron su modelo para identificar aquellas moléculas que podrían ser capaces de modular la respuesta inflamatoria desbocada del sistema inmunitario. Del Sol resume así los resultados de este enfoque: "Mediante la perturbación computacional de los genes implicados en los bucles de retroalimentación, dedujimos que las proteínas Versican y el Receptor de tipo Toll-2 desempeñan un papel importante. Según nuestro modelo, la inhibición de cualquiera de estas dos moléculas puede alterar hasta el 75% de los bucles de retroalimentación sin interferir en la respuesta inmunitaria general".
La proteína Versican reside en la matriz extracelular y participa en varios procesos de comunicación intercelular. Por su parte, el Receptor tipo Toll-2 reside en la superficie de las células, donde detecta moléculas patógenas. Se sabe que ambas proteínas desempeñan un papel en la respuesta inmunitaria humana.
Los resultados de este estudio ya han llamado la atención de los inmunólogos en la conferencia "Cytokines", la más importante del mundo sobre la investigación básica, traslacional y clínica relacionada con la biología de las citoquinas, donde se ha presentado el trabajo de Del Sol y su grupo. Según estos novedosos descubrimientos, las proteínas previstas constituyen una posible diana para la intervención médica en el tratamiento de la Covid-19, opción que actualmente se está evaluando en modelos animales por inmunólogos de la Universidad de Washington (EE.UU.).
El artículo completo puede encontrarse aquí: https://advances.sciencemag.org/content/7/6/eabe5735/tab-article-info
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