MADRID, 11 Abr. (EUROPA PRESS) -
La respiración y exhalación generan respuestas inmunitarias contra los virus invasores, lo que puede llevar a la reutilización de posibles terapias contra las enfermedades respiratorias, como la COVID-19, según ha desvelado un estudio realizado por el Instituto Wyss de la Universidad de Harvard (Estados Unidos).
Los hallazgos se han publicado en la revista 'Nature Communications'. Los investigadores han descubierto que la aplicación de fuerzas mecánicas que imitan los movimientos de respiración suprime la replicación del virus de la gripe al activar respuestas inmunitarias innatas protectoras.
Asimismo, han identificado varios fármacos que redujeron la producción de citocinas inflamatorias con chips en los alveolos infectados, lo que podría ser útil para tratar la inflamación excesiva en los pulmones. Con base en estos estudios, se autorizó uno de esos medicamentos a Cantex Pharmaceuticals para el tratamiento de COVID-19 y otras enfermedades pulmonares inflamatorias. Los datos de la investigación se incluyeron recientemente en la solicitud de nuevo fármaco en investigación (IND, por sus siglas en inglés) de la compañía a la FDA para iniciar un ensayo clínico de fase 2 para COVID-19.
"Esta investigación demuestra la importancia de los movimientos respiratorios para la función pulmonar humana, incluidas las respuestas inmunitarias a las infecciones, y muestra que nuestro chip de alvéolo humano se puede utilizar para modelar estas respuestas en las partes profundas del pulmón, donde las infecciones suelen ser más graves y provocan hasta la hospitalización y la muerte", ha comentado el autor principal Haiqing Bai.
Para imitar las condiciones que experimentan los alvéolos en el pulmón humano, el canal revestido por células alveolares se llenó de aire mientras que el canal de los vasos sanguíneos se perfundió con un medio de cultivo fluido que contenía nutrientes que normalmente se administran a través de la sangre. Los canales estaban separados por una membrana porosa que permitía que las moléculas fluyeran entre ellos.
Cuando el equipo infectó los alveolos que respiran con influenza H3N2 al introducir el virus en el canal de aire, observaron el desarrollo de varias características conocidas de la infección por influenza, incluida la ruptura de las uniones entre las células, un aumento del 25 por ciento en la muerte celular, y el inicio de programas de reparación celular. La infección también condujo a niveles mucho más altos de múltiples citocinas inflamatorias en el canal de los vasos sanguíneos, incluido el interferón tipo III (IFN-III), una defensa natural contra la infección viral que también se activa en estudios de infección por gripe in vivo .
Además, las células de los vasos sanguíneos de los chips infectados expresaron niveles más altos de moléculas de adhesión, lo que permitió que las células inmunitarias, incluidas las células B, las células T y los monocitos en el medio de perfusión, se adhirieran a las paredes de los vasos sanguíneos para ayudar a combatir la infección. Estos resultados confirmaron que el Alveolus Chip estaba montando una respuesta inmune contra el H3N2 que recapituló lo que sucede en el pulmón de pacientes humanos infectados con el virus de la gripe.
Posteriormente, los científicos realizaron el mismo experimento sin movimientos mecánicos de respiración. Para su sorpresa, los chips expuestos a movimientos respiratorios tenían un 50 por ciento menos de ARNm viral en sus canales alveolares y una reducción significativa en los niveles de citoquinas inflamatorias en comparación con los chips estáticos. El análisis genético reveló que la cepa mecánica había activado vías moleculares relacionadas con la defensa inmunológica y múltiples genes antivirales, y estas activaciones se revirtieron cuando se detuvo el estiramiento cíclico.
"Este fue nuestro hallazgo más inesperado: que las tensiones mecánicas por sí solas pueden generar una respuesta inmunitaria innata en el pulmón", ha reconocido el coautor principal Longlong Si.
En este punto, sabiendo que a veces los pulmones experimentan una tensión superior al cinco por ciento, como en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) o cuando los pacientes reciben ventiladores mecánicos, los científicos aumentaron la tensión al diez por ciento para ver qué sucedía. La tensión más alta provocó un aumento en los genes y procesos de la respuesta inmunitaria innata, incluidas varias citoquinas inflamatorias.
"Debido a que el nivel de tensión más alto dio como resultado una mayor producción de citoquinas, podría explicar por qué los pacientes con afecciones pulmonares como la EPOC sufren inflamación crónica, y por qué los pacientes que usan ventiladores de alto volumen a veces experimentan lesiones pulmonares inducidas por el ventilador", explicó Si.
