Claudia González Espinosa y Edgar Morales Ríos, investigadores del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), trabajan en un proyecto para estudiar en un modelo animal la tormenta de citocinas que se observa en los enfermos de COVID-19 en estado grave; los cuales requieren ventiladores para asistir su respiración y presentan inflamación generalizada.
Las citocinas son moléculas que guían la respuesta inmune, pero cuando la cantidad de algunas de éstas se incrementa más de lo necesario produce un ataque contra el agente agresor por ejemplo un virus, y también se dirige a los tejidos sanos.
Lo anterior ya que cuando un patógeno entra en el cuerpo humano se produce una respuesta inflamatoria, pero en ocasiones ésta es excesiva y causa daños o aumenta los generados por el agente agresor.
Trabajando para entender más acerca de las células; y mecanismos que conforman el sistema de inmunidad innata
El objetivo del trabajo es estudiar si en un modelo animal se puede reproducir la tormenta de citocinas que se presenta en los humanos infectados con el nuevo coronavirus. Esto para entender más acerca de las células; y los mecanismos que conforman el sistema de inmunidad innata (encargado de defender al organismo de las agresiones externas).
Adicionalmente, se busca identificar blancos terapéuticos y fármacos ya existentes que puedan servir en el tratamiento de pacientes con síntomas graves, como:
- caída de los niveles de oxígeno en la sangre
- daño pulmonar
- inflamación sistémica de alta intensidad
Hasta el momento se ha logrado inducir inflamación pulmonar en el modelo animal. Se ha identificado la producción de la interleucina 6 y el factor de necrosis tumoral; 2 citocinas que también se encuentran presentes en enfermos de COVID-19 en etapas avanzadas.
Para este proyecto se están utilizando activadores de receptores de la inmunidad innata y a la proteína espiga o S, ubicada en la superficie del nuevo coronavirus, en específico el segmento RBD (las siglas en inglés de Receptor Binding Domain) que es el responsable de la entrada del virus a las células a infectar.
La producción de este fragmento, explicó Edgar Morales, adscrito al Departamento de Bioquímica, se hace a través de la bacteria Escherichia coli. A la que se le proporciona el material genético con el que puede expresar la proteína viral en grandes cantidades; y tras un proceso de purificación queda lista para ser utilizada en las pruebas experimentales.
Identificando el perfil de citocinas
La metodología consiste en administrar durante varios días los activadores de receptores de la inmunidad innata; y la proteína viral recombinante mediante nebulización o vía intranasal. Después se analiza el líquido que se acumula en los pulmones y el suero del modelo animal tras inducir la inflamación.
“Utilizamos la técnica ELISA, un examen de laboratorio basado en anticuerpos de alta afinidad, para identificar el perfil de citocinas generadas en el modelo animal; y saber si es parecido a las de los seres humanos que cursan una infección severa por el nuevo coronavirus”, dijo Claudia González, investigadora del Departamento de Farmacobiología.
Siguientes pasos
El siguiente paso consiste en determinar la concentración necesaria; tanto de la proteína viral como de los activadores de receptores de la inmunidad innata, para ocasionar la tormenta de citocinas en tiempo e intensidad comparable a la que se produce en los seres humanos.
Posteriormente, se podrá evaluar el potencial de fármacos ya existentes para frenar la inflamación y encontrar nuevos blancos terapéuticos hacia los cuales dirigir los medicamentos.
Colaboración entre diferentes grupos de investigación
En este proyecto también participan:
- Jessica Filisola Villaseñor y Dan Zavala Vargas, estudiantes de doctorado del Departamento de Bioquímica
- Deisy Segura Villalobos alumna de doctorado del Departamento de Farmacobiología
- Daniela Roa Velázquez del Programa de Doctorado de Nanociencias y Nanotecnología
- investigadores posdoctorales, auxiliares y técnicos de investigación adscritos a ambos Departamentos
Finalmente, acerca de la colaboración entre diferentes grupos de investigación en el contexto de la actual pandemia, Claudia González y Edgar Morales coincidieron en que el trabajo en conjunto ha permitido aprovechar el conocimiento de ciencia básica desarrollado en sus respectivos laboratorios y también en el país, para responder de manera más rápida a esta contingencia de salud.
