Los avances científicos realizados en la comprensión de la infección por SARS-CoV-2 desde fines de 2019, cuando se reportaron los primeros casos de COVID-19, indican que, a diferencia de lo que se creía en un comienzo, no se trata de un mero patógeno respiratorio sino de un virus que afecta al organismo de manera sistémica, y alcanza, por ejemplo, al corazón, los riñones e incluso el cerebro. Sin embargo, aún no se logró comprender del todo cuáles son las vías de su propagación.
En este sentido un estudio de científicos del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) junto a laboratorios de Uruguay y Canadá, revela que el patógeno causante de la pandemia de 2020 llegaría a los distintos tejidos del cuerpo humano a través de la sangre, más específicamente de los glóbulos rojos, a partir de la interacción del virus con un componente clave de la hemoglobina. El estudio fue publicado en la revista Cell Death & Disease del grupo Nature.
El hallazgo proporciona nuevas claves para comprender y buscar tratamientos para el COVID-19 y lo que se conoce como long COVID o COVID prolongado, tal como se denomina a la persistencia sintomática de reservorios del virus en múltiples tejidos del organismo aun meses después de producida la infección. El COVID prolongado es un síndrome que afecta tanto a adultos como a niños y en muchos casos se ha relacionado con la persistencia de diversas anomalías hematológicas posteriores a la recuperación de la fase aguda de la enfermedad.
El rol de los glóbulos rojos en la propagación del virus
En el laboratorio de Inflamación y Cáncer una de las líneas de investigación está relacionada con la evaluación del rol antitumoral y antinflamatorio de la enzima Hemo-oxigenasa 1 (HO-1) en cáncer de próstata. Cuando empezó la pandemia, al revisar la literatura existente, las investigadoras encontraron publicaciones de que HO-1 estaba también reportada como como un potencial agente terapéutico antiviral y antiinflamatorio para infecciones como HIV, influenza, Zika, hepatitis B, hepatitis C. A partir del amplio conocimiento que tenían de esta enzima y de la necesidad de buscar terapias para el tratamiento del nuevo Coronavirus, se propusieron probar si HO-1 podía ayudar a contener o moderar los síntomas del COVID-19.
En el laboratorio del IQUIBICEN contaban con hemina, una droga que puede inducir la expresión de la HO-1, que ya se encuentra aprobada hace años para el tratamiento de porfiria por organismos reguladores como la ANMAT en Argentina y la FDA en Estados Unidos. Sin embargo, dado que en el laboratorio del IQUIBICEN no tenían las condiciones de bioseguridad necesarias para trabajar con virus, comenzaron a realizar estudios con la droga en líneas celulares de diferentes órganos y a hacer un paneo de las proteínas que se expresaban que podrían estar relacionadas con una respuesta a la infección. En un paso siguiente, comenzaron a trabajar con herramientas que permiten simular infecciones virales y al administrar hemina los resultados fueron prometedores.
Para realizar los estudios in vivo, con ratones infectados con un virus análogo al SARS-CoV-2, tuvieron que trasladarse al Instituto Pasteur de Uruguay. El sorpresivo resultado fue que cuando administraron hemina a los ratones infectados, estos, lejos de mostrar una mejoría o un proceso anti-inflamatorio, se morían velozmente.
Las investigadoras sabían que la hemina es un análogo del grupo hemo, molécula que forma parte de la hemoglobina, una proteína presente en los glóbulos de la sangre cuyo rol principal es transportar oxígeno desde los pulmones hacía el resto de los tejidos del cuerpo. Fue así que surgió la hipótesis, no explorada hasta entonces, de que podía existir una unión entre el grupo hemo de la hemoglobina y el SARS-CoV-2 que llevara a que el virus se diseminara por todo el cuerpo a través de la sangre.
“Nuestra sospecha se alimentaba también de que había múltiples reportes de pacientes con COVID-19 que presentaban diversas alteraciones y desregulaciones hematológicas, como anemias. Pese al escepticismo de nuestros colegas del Instituto Pasteur de Uruguay, los convencimos para repetir el experimento y analizar si en la sangre de los ratones infectados, puntualmente en los glóbulos rojos, había carga viral y partículas virales con capacidad infectiva. Tras la realización de los ensayos pudimos, esta vez sí, confirmar la hipótesis que habíamos planteado. Esto nos permitió entender por qué se morían los ratones cuando les administrábamos hemina”, afirma la primera autora del artículo Ayelén Toro, investigadora del CONICET en el IQUIBICEN.
Gracias a un estudio colaborativo con un grupo de investigación de Canadá, pudieron realizar simulaciones computacionales para comprobar que efectivamente podía haber una afinidad entre el grupo hemo de la hemoglobina y la proteína spike del SARS-CoV-2. “No solamente encontramos que spike era capaz de unirse con el grupo hemo, sino que también descubrimos en qué parte podía hacerlo”, afirma Toro. Esta interacción entre la proteína spike y el grupo hemo fue probada también en ensayos in vitro realizados en el Instituto Pasteur de Uruguay.
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