Un nuevo estudio descubre qué tipos de células pueden ser infectadas por el SARS-CoV-2 debido a sus factores de entrada viral. El estudio también sugiere que el aumento de la expresión génica de estos factores de entrada viral en algunas personas explica parcialmente las diferencias de gravedad de COVID-19informaron en relación con la edad, el sexo y el tabaquismo. El estudio se desarrolló a partir de la Red Biológica Pulmonar del Atlas de Células Humanas con contribuciones principales de Helmholtz Zentrum München, el Instituto Broad del MIT y Harvard, el Instituto Wellcome Sanger y el Centro Médico Universitario de Groningen
COVID-19 no afecta a todos de la misma manera. Si bien el coronavirus SARS-CoV-2 se manifiesta principalmente en el pulmón, también puede infectar otros órganos. Las observaciones clínicas durante la pandemia también sugieren que algunos grupos de población, comocomo personas mayores, hombres y fumadores, tienden a verse más gravemente afectados por la enfermedad. Hasta ahora, no se han descrito las razones moleculares de esto.
Estudios anteriores habían demostrado que para infectar células humanas, el SARS-CoV-2 necesita que la célula contenga factores genéticos de entrada viral específicos, es decir, un receptor ACE2 y una proteasa TMPRSS2 o CTSL. Saber qué tipos de células expresan ambosPor lo tanto, ACE2 y una proteasa nos darían información sobre qué células pueden potencialmente infectarse con SARS-CoV-2.
El consorcio Human Cell Atlas HCA tiene como objetivo mapear cada tipo de célula en el cuerpo humano, transformando nuestra comprensión de la biología y la enfermedad. Dentro de esto, los investigadores de HCA Lung Biological Network unieron fuerzas para contribuir y analizar los datos de expresión génica decélulas individuales. Juntos, analizaron más de 100 conjuntos de datos de expresión génica unicelular de personas sanas, para ver qué tipos de células expresan tanto ACE2 como una proteasa.
El análisis mostró que los tipos celulares específicos en el epitelio del pulmón y las vías respiratorias, pero también en el hígado, el colon y el ojo son ricos en factores genéticos de entrada viral = alta expresión del receptor ACE2 y una proteasa -y por lo tanto contienen las moléculas necesarias para permitir la infección por SARS-CoV-2.
Además, los investigadores encontraron que la expresión de genes subyacentes a los factores de entrada viral aumenta en las células de las personas mayores y ligeramente en los hombres en comparación con las mujeres. Además, las células de los fumadores en particular las células de las vías respiratorias expresan más SARS-CoV-2 factores de entrada que los de los no fumadores. Estos hallazgos coinciden con las diferencias en la gravedad de la enfermedad que se han informado para los pacientes con COVID-19 en esos grupos de población y, por lo tanto, ofrecen una explicación molecular de esta diferencia junto con otros factores que no se investigaron en esteestudio como un sistema inmunológico más débil.
Big data para investigación biomédica
"En la lucha contra la pandemia, no podemos confiar en conclusiones que se limitan a unas pocas observaciones. En cambio, debemos confiar en un análisis sólido de macrodatos. Por ejemplo, para evaluar si el receptor ACE2 necesario para la entrada del virus es más abundante encélulas de la población anciana, necesitamos una fuerte representación de muchos individuos diversos en nuestro conjunto de datos. Utilizando datos del Atlas de células humanas, podríamos modelar cómo los factores genéticos de entrada viral en las células se expresan en toda la población ", dice Malte Lücken, biólogo computacionalen Helmholtz Zentrum München y co-primer autor del estudio.
"Un aspecto clave de este estudio a gran escala fue el rango de edad de las muestras que pudimos analizar. Este estudio incluyó datos de etapas de desarrollo humano, muestras de niños y adultos jóvenes, así como muestras de personas mayores. Esto dionuestro poder único para evaluar los cambios que ocurren a lo largo de la vida humana. La gran escala de los datos nos permitió ver diferencias moleculares con la edad, el sexo y el tabaquismo ", dijo Kerstin Meyer, autora del artículo del Instituto Wellcome Sanger.
"Este estudio fue el epítome de todo un campo que se unió. Dentro del consorcio Human Cell Atlas, todos los que generaron datos sobre el pulmón humano sano contribuyeron con sus datos, tanto publicados como inéditos, para permitir nuestro análisis. Cuando llegamos más alláel consorcio, más laboratorios también contribuyeron con datos al esfuerzo. Solo a través de estas contribuciones fue posible nuestro análisis ", agrega Fabian Theis, director del Instituto de Biología Computacional en Helmholtz Zentrum München.
Fortalezas y limitaciones
El estudio investigó qué células tienen más probabilidades de ser infectadas por el SARS-CoV-2. Los resultados explican parcialmente cómo la gravedad de la enfermedad puede diferir entre los grupos de población debido al perfil molecular de las células. Esto proporciona un objetivo para futuras investigaciones de intervención.En el futuro, los hallazgos también pueden ayudar a comprender mejor la propagación del virus corona por todo el cuerpo. La conexión entre la expresión del factor de entrada viral y una mayor facilidad de infección o gravedad de la enfermedad se ha demostrado en ratones y en el laboratorio, pero requiere una mayor validación enhumanos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz Zentrum München - Centro alemán de investigación para la salud ambiental . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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