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Como un veneno que recorre el cuerpo: los investigadores identifican el mecanismo que impulsa la mortalidad por COVID-19

Fecha :
24 de agosto de 2021
Fuente :
Universidad de Arizona
Resumen :
Los investigadores han identificado cuál puede ser el mecanismo molecular clave responsable de la mortalidad por COVID-19, una enzima relacionada con las neurotoxinas que se encuentran en el veneno de la serpiente de cascabel.
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Una enzima con un papel elusivo en la inflamación severa puede ser un mecanismo clave que impulsa la gravedad del COVID-19 y podría proporcionar un nuevo objetivo terapéutico para reducir la mortalidad del COVID-19, según un estudio publicado en la Revista de investigación clínica .

Investigadores de la Universidad de Arizona, en colaboración con la Universidad Stony Brook y la Facultad de Medicina de la Universidad Wake Forest, analizaron muestras de sangre de dos cohortes de pacientes con COVID-19 y encontraron que la circulación de la enzima secreta fosfolipasa A2 grupo IIA, o sPLA2-IIA: puede ser el factor más importante para predecir qué pacientes con COVID-19 grave eventualmente sucumbirán al virus.

sPLA2-IIA, que tiene similitudes con una enzima activa en el veneno de la serpiente de cascabel, se encuentra en bajas concentraciones en individuos sanos y se sabe desde hace mucho tiempo que juega un papel fundamental en la defensa contra infecciones bacterianas, destruyendo las membranas celulares microbianas.

Cuando la enzima activada circula en niveles altos, tiene la capacidad de "triturar" las membranas de los órganos vitales, dijo Floyd Ski Chilton, autor principal del artículo y director de la Iniciativa de Bienestar y Nutrición de Precisión de Arizona, ubicada en elFacultad de Agricultura y Ciencias de la Vida de la universidad.

"Es una curva en forma de campana de resistencia a enfermedades versus tolerancia del huésped", dijo Chilton. "En otras palabras, esta enzima está tratando de matar el virus, pero en cierto punto se libera en cantidades tan altas que las cosas van de cabezauna dirección realmente mala, destruyendo las membranas celulares del paciente y contribuyendo así a la falla orgánica múltiple y la muerte ".

Junto con los inhibidores de sPLA2-IIA clínicamente probados disponibles, "el estudio respalda un nuevo objetivo terapéutico para reducir o incluso prevenir la mortalidad por COVID-19", dijo el coautor del estudio Maurizio Del Poeta, profesor distinguido de SUNY en el Departamento de Microbiología yInmunología en la Escuela de Medicina Renaissance de la Universidad de Stony Brook.

Colaboración en medio del caos

"La idea de identificar un factor pronóstico potencial en pacientes con COVID-19 se originó en el Dr. Chilton", dijo Del Poeta. "Él nos contactó por primera vez el otoño pasado con la idea de analizar lípidos y metabolitos en muestras de sangre de pacientes con COVID-19. "

Del Poeta y su equipo recolectaron muestras de plasma almacenadas y se pusieron a trabajar analizando expedientes médicos y rastreando datos clínicos críticos de 127 pacientes hospitalizados en la Universidad de Stony Brook entre enero y julio de 2020. Una segunda cohorte independiente incluyó una combinación de 154 muestras de pacientes recolectadasde Stony Brook y Banner University Medical Center en Tucson entre enero y noviembre de 2020.

"Hay que reconocer que se trata de pequeñas cohortes, pero fue un esfuerzo heroico obtenerlas y todos los parámetros clínicos asociados de cada paciente en estas circunstancias", dijo Chilton. "A diferencia de la mayoría de los estudios que están bien planificados en el transcurso deaños, esto estaba sucediendo en tiempo real en el piso de la UCI ".

El equipo de investigación pudo analizar miles de puntos de datos de pacientes utilizando algoritmos de aprendizaje automático. Más allá de los factores de riesgo tradicionales como la edad, el índice de masa corporal y las condiciones preexistentes, el equipo también se centró en las enzimas bioquímicas, así como en los niveles de lípidos de los pacientesmetabolitos.

"En este estudio, pudimos identificar patrones de metabolitos que estaban presentes en individuos que sucumbieron a la enfermedad", dijo el autor principal del estudio, Justin Snider, profesor asistente de investigación en el Departamento de Nutrición de Arizona. "Los metabolitos que emergieronreveló disfunción energética celular y altos niveles de la enzima sPLA2-IIA. Se esperaba lo primero, pero no lo segundo ".

Utilizando los mismos métodos de aprendizaje automático, los investigadores desarrollaron un árbol de decisiones para predecir la mortalidad por COVID-19. La mayoría de las personas sanas tienen niveles circulantes de la enzima sPLA2-IIA que rondan la mitad de un nanogramo por mililitro. Según el estudio, COVID-19fue letal en el 63% de los pacientes que tenían COVID-19 grave y niveles de sPLA2-IIA iguales o superiores a 10 nanogramos por mililitro.

"Muchos pacientes que murieron de COVID-19 tenían algunos de los niveles más altos de esta enzima que se hayan informado", dijo Chilton, quien ha estado estudiando la enzima durante más de tres décadas.

Una enzima con un mordisco

El papel de la enzima sPLA2-IIA ha sido objeto de estudio durante medio siglo y es "posiblemente el miembro más examinado de la familia de las fosfolipasas", explicó Chilton.

Charles McCall, investigador principal de la Universidad de Wake Forest en el estudio, se refiere a la enzima como una "trituradora" por su prevalencia conocida en eventos de inflamación severa, como sepsis bacteriana, así como en shock hemorrágico y cardíaco.

Investigaciones anteriores han demostrado cómo la enzima destruye las membranas celulares microbianas en infecciones bacterianas, así como su ascendencia genética similar con una enzima clave que se encuentra en el veneno de serpiente.

La proteína "comparte una alta homología de secuencia con la enzima activa en el veneno de la serpiente de cascabel y, como el veneno que recorre el cuerpo, tiene la capacidad de unirse a los receptores en las uniones neuromusculares y potencialmente deshabilitar la función de estos músculos", dijo Chilton.

"Aproximadamente un tercio de las personas desarrollan COVID prolongado, y muchas de ellas eran personas activas que ahora no pueden caminar 100 yardas. La pregunta que estamos investigando ahora es: si esta enzima todavía es relativamente alta y activa, ¿podría ser responsablepara parte de los resultados de COVID a largo plazo que estamos viendo? "


Fuente de la historia :

Materiales proporcionado por Universidad de Arizona . Original escrito por Rosemary Brandt. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.


Referencia de la revista :

  1. Justin M. Snider, Jeehyun Karen You, Xia Wang, Ashley J. Snider, Brian Hallmark, Manja M. Zec, Michael C. Seeds, Susan Sergeant, Laurel Johnstone, Qiuming Wang, Ryan Sprissler, Tara F. Carr, KarenLutrick, Sairam Parthasarathy, Christian Bime, Hao H. Zhang, Chiara Luberto, Richard R. Kew, Yusuf A. Hannun, Stefano Guerra, Charles E. McCall, Guang Yao, Maurizio Del Poeta, Floyd H. Chilton. La fosfolipasa A2 secretada por el grupo IIA está asociada con la patobiología que conduce a la mortalidad por COVID-19 . Revista de investigación clínica , 2021; DOI: 10.1172 / JCI149236

cite esta página :

Universidad de Arizona. "Como un veneno que recorre el cuerpo: los investigadores identifican el mecanismo que impulsa la mortalidad por COVID-19". ScienceDaily. ScienceDaily, 24 de agosto de 2021. .
Universidad de Arizona. 2021, 24 de agosto. Como un veneno que recorre el cuerpo: los investigadores identifican el mecanismo que impulsa la mortalidad por COVID-19. ScienceDaily . Consultado el 24 de agosto de 2021 en www.science-things.com/releases/2021/08/210824135358.htm
Universidad de Arizona. "Como veneno recorriendo el cuerpo: los investigadores identifican el mecanismo que impulsa la mortalidad por COVID-19". ScienceDaily. Www.science-things.com/releases/2021/08/210824135358.htm consultado el 24 de agosto de 2021.

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