Desde que el nuevo coronavirus SARS-CoV-2 surgió a finales de 2019, provocando una de las mayores pandemias hasta la fecha, se han llevado a cabo multitud de estudios para determinar qué factores pueden hacer que una persona enferma de COVID-19 acabe en la unidad de cuidados intensivos, ya que los síntomas de la enfermedad varían de una persona a otra. Ahora, un estudio publicado en la revista Frontiers in Immunology ha identificado unos biomarcadores que se encuentran en las personas con las formas más graves de COVID-19.
Estos marcadores indican que los pacientes con COVID-19 que llegan a la unidad de cuidados intensivos muestran una respuesta inflamatoria potente pero ineficiente. Por tanto, el equipo de investigadores del Centro Nacional de Microbiología (CNM) del Instituto de Salud Carlos III que ha liderado la investigación señala que, aparte de centrarse en reducir la inflamación de los pacientes con los tratamientos actuales, también se debe provocar una respuesta citotóxica eficaz de nuestras células del sistema inmune para destruir las células infectadas y reducir la replicación del virus.
Estudios anteriores habían evidenciado un deterioro de la respuesta inmunitaria celular durante la infección por SARS-CoV-2, como la disminución de la funcionalidad de los macrófagos, un recuento bajo de células CD4, funciones defectuosas en las células asesinas (NK), el agotamiento de las células T, una respuesta inadecuada del interferón tipo 1 y la producción masiva de citocinas inflamatorias. Aun así, hasta los pacientes más críticos desarrollan anticuerpos después de la infección, sugiriendo que la respuesta humoral adaptativa sigue funcionando, pero que el virus evade la respuesta inmunitaria en algunos pacientes, empeorando la enfermedad. Debido a estas evidencias y que en España la tasa de mortalidad por COVID-19 fue mayor que en otros países de la Unión Europea (9, 6 % frente a una media de entre el 5, 1 % y el 7, 3 %), los investigadores del Centro Nacional de Microbiología caracterizaron la respuesta inmune celular contra el SARS-CoV-2 de pacientes españoles con diferentes síntomas de la enfermedad, con el objetivo de entender el efecto desproporcionado del virus en nuestro país y determinar los mejores biomarcadores para predecir la gravedad de la evolución de la COVID-19.
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clasificación de los pacientes enfermos de COVID-19
El estudio se llevó a cabo con muestras de sangre de 109 pacientes adultos con COVID-19 reclutados en centros de atención primaria y hospitales de Madrid, infectados entre abril y junio de 2020, justo después del pico de la primera ola de la pandemia.
Se diferenció entre enfermos leves (n=55), graves (n=19) y críticos (n=35). Los enfermos leves no llegaban a padecer neumonía y no requerían ser ingresados en un hospital, mientras que los graves progresaban hacia el daño pulmonar con infiltraciones bilaterales, disnea e hipoxia, necesitando la hospitalización y el suministro de oxígeno suplementario. Si los síntomas iban empeorando, entonces se consideraba que el paciente presentaba COVID-19 crítico o fatal y solía padecer: insuficiencia respiratoria con síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA), shock y/o hipercitocinemia con disfunción multiorgánica. En los peores casos, llegaban a desarrollar una tormenta de citocinas y mostraban un estado de hiperinflamación provocado por la infección, requiriendo ventilación mecánica invasiva.
Por otro lado, también se contó con un grupo control formado por 20 participantes sanos (sin antecedentes de infección previa por SARS-CoV-2) equiparados por edad y sexo.
Caracterización de las células de los pacientes y medición de su eficacia
Para observar qué poblaciones celulares citotóxicas existían en las muestras de los pacientes, se aislaron mediante centrifugación y se sometieron a una citometría de flujo en la que se marcaron con anticuerpos específicos para las distintas células. Una vez identificadas, se pusieron en contacto con una monocapa de células de riñón de mono verde africano (Vero E6) infectadas con un pseudotipo del SARS-CoV-2, lo que permitió observar su funcionalidad, realizando también un estudio de producción intracelular de citoquinas proinflamatorias. En su realización se estimularon las células con péptidos del SARS-CoV-2 y se observó si, por ejemplo, eran capaces de producir el marcador de desgranulación CD107a o producir granzima B, ambos indicadores de una respuesta citotóxica inespecífica por parte de las células asesinas o específica mediante las células T CD8±.
Finalmente, se utilizó un algoritmo Random forest o de “Bosque Aleatorio” en español, con la intención de “determinar entre varios parámetros analizados, cuáles podrían tener más importancia dentro de los tres tipos de pacientes. La idea era identificar los biomarcadores con significación estadística que fueran más importantes para saber qué pacientes pueden tener una evolución más grave. Primero hicimos una comparación entre los pacientes leves, graves y muy graves y luego una comparación entre graves y muy graves. Entonces hemos podido observar que la respuesta citotóxica es realmente muy importante, ya que los marcadores más significativos están relacionados con ella” explicó a Univadis España la Dra. Mayte Coiras, líder de la investigación del Centro Nacional de Microbiología y científico titular del Instituto de Salud Carlos III.
Evolución de los pacientes y sus biomarcadores más significativos
Durante el estudio, el 67 % de pacientes que desarrollaron sintomatología de COVID-19 leve fueron mujeres, mientras que el 70 % de los pacientes con COVID-19 grave o crítico eran hombres. La edad media de los pacientes leves fue de 46 años y de 66, 5 en pacientes graves o críticos. Los participantes del grupo control tenían una media de 55, 5 años de edad y eran un 40 % hombres y un 60 % mujeres. Tanto los pacientes graves o críticos como los leves presentaban factores de riesgo como hipertensión, dislipemia y diabetes, pero los pacientes con COVID-19 leve los presentaban en menor proporción. Finalmente, todos los pacientes con COVID-19 leve se recuperaron de la infección y un 31 % de los enfermos de COVID-19 grave evolucionaron a un estado crítico y fallecieron aun habiéndose tratado con fármacos como la hidroxicloroquina, lopinavir, ritonavir, azitromicina y corticosteroides, entre otros.
Los pacientes con COVID-19 con las formas más graves presentaron niveles altos de células asesinas con marcadores de activación, pero también presentaban altos niveles de marcadores PD1 de agotamiento inmunológico y baja actividad citotóxica contra las células diana. Esos niveles indican que el sistema inmune de los pacientes era incapaz de controlar la progresión de la infección aun habiendo respondido con una fuerte respuesta inflamatoria. Los biomarcadores de baja citotoxicidad más importantes detectados en los pacientes con sintomatología más grave fueron: niveles 1, 7 veces más bajos de linfocitos T CD8 ± con receptor gamma-delta (TCRγδ) respecto a los pacientes con COVID-19 leve, un recuento de 3, 1 veces menor de linfocitos T CD4+ que en los pacientes leves, niveles 2, 7 veces más altos de células T reguladoras (Tregs) que en el grupo control, niveles plasmáticos 4 y 3, 7 veces reducidos de interleucina 2 (IL-2) en pacientes graves y críticos respectivamente y una menor capacidad de diferenciación de los linfocitos Th1 debido a la reducción de interleucinas.
“El tratamiento actual actúa frente a la respuesta inflamatoria, por ejemplo, con corticosteroides reduce la respuesta del sistema inmunitario, pero no hay ningún fármaco antiviral que bloquee la replicación del virus. Lo único que podemos hacer es estimular la respuesta citotóxica para destruir las células infectadas, que se podría conseguir con fármacos inmunomoduladores, aunque todavía no hay ninguno que haya demostrado que pueda generar una respuesta citotóxica eficaz frente a las células infectadas por SARS-CoV-2” concluye a Univadis España la Dra. Coiras. Seguir estudiando estos biomarcadores de gravedad puede ayudar a comprender mejor la respuesta inmunitaria en las distintas formas de COVID-19 y a encontrar nuevos fármacos eficaces contra la infección.
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