El nuevo coronavirus tiene la capacidad de infectar neuronas humanas

Científicos brasileños realizan pruebas en cultivos de células para investigar de qué manera la infección altera el patrón de ciertas proteínas y otros metabolitos presentes en las muestras

Por Karina Toledo  |  Agência FAPESP – Científicos de la Universidad de Campinas (Unicamp), en el estado de São Paulo, Brasil, han confirmado mediante la realización de experimentos en cultivos de células que el nuevo coronavirus (SARS-CoV-2) posee la capacidad de infectar neuronas humanas.

La infección y el aumento de la carga viral en las células nerviosas se confirmaron mediante la aplicación de la técnica de PCR en tiempo real, la misma que se emplea en el diagnóstico de COVID-19 en los laboratorios de referencia. El grupo coordinado por el profesor del Instituto de Biología Daniel Martins-de-Souza también confirmó que las neuronas expresan la proteína ACE-2 (enzima convertidora de angiotensina 2, por sus siglas en inglés), molécula a la cual el virus se conecta para invadir las células humanas. En los próximos días, el equipo pretende investigar de qué modo se altera el funcionamiento de esas células nerviosas en la infección.

La investigación se lleva adelante en el marco de un proyecto aprobado por la FAPESP en la convocatoria intitulada “Suplementos de Rápida Implementación contra el COVID-19”, como parte de la fuerza de tareas implementada por la Unicamp (lea más en: agencia.fapesp.br/33009/). 

“Compararemos las proteínas y los demás metabolitos presentes en los cultivos celulares antes y después de la infección. La idea es observar cómo varía el patrón de las moléculas y, con base en esta información, intentar contar la historia de la actuación del virus en el sistema nervioso central”, le explica Martins-de-Souza a Agência FAPESP.

En el experimento, realizado por la becaria posdoctoral Fernanda Crunfli, se utilizó un linaje celular cerebral humano y también neuronas humanas obtenidas partiendo de células madre pluripotentes inducidas (iPS, por sus siglas en inglés).

Este método consiste en reprogramar inicialmente células adultas –que pueden ser provenientes de la piel o de otro tejido de fácil acceso– para hacerlas asumir un estadio de pluripotencia similar al de las células madre embrionarias. Esta primera parte tuvo lugar en el laboratorio del profesor de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ) Stevens Rehen, en el Instituto D’Or de Pesquisa e Ensino (IDOR). Posteriormente, el equipo de Martins-de-Souza indujo mediante estímulos químicos la diferenciación de las células iPS en células madre neurales, un tipo de células progenitoras que pueden dar origen a diversas células del cerebro, tales como neuronas, astrocitos y oligodendrocitos.

“También estamos empezando a realizar test con astrocitos humanos, y pronto sabremos si el virus infecta a esas células, que brindan soporte para el funcionamiento de las neuronas y son las más abundantes del sistema nervioso central”, comenta Martins-de-Souza.

Los efectos en el cerebro

Tal como explica el científico, los estudios ya realizados en otros países sugieren que el SARS-CoV-2 posee tropismo por el sistema nervioso central, es decir que tiene una cierta propensión a infectar las células nerviosas. “Pero aún no sabemos si el virus logra efectivamente atravesar la barrera hematoencefálica [la estructura que protege al cerebro contra sustancias tóxicas y patógenos presentes en la circulación sanguínea] y, de lograrlo, qué tipo de impacto puede provocar en el tejido nervioso. Buscaremos pistas que ayuden a despejar estas dudas”, dice el investigador.

Los experimentos in vitro con aislados virales están realizándose en el Laboratorio de Estudios de Virus Emergentes (Leve) del Instituto de Biología de la Unicamp, que posee nivel 3 de bioseguridad (en una escala que va hasta 4) y está coordinado por el investigador José Luiz Proença Módena.

Participan en los test varios estudiantes de posgrado: Gabriela Fabiano de Souza y Stéfanie Primon Muraro, dirigidas por Proença Módena, y Ana Campos Codo y Gustavo Gastão Davanzo, bajo la dirección del profesor Pedro Moraes Vieira.

Los test de metabolómica y proteómica se llevarán a cabo en el Laboratorio de Neuroproteómica, coordinado por Martins-de-Souza, y estarán a cargo de los posdoctorandos Victor Corasolla Carregari y Pedro Henrique Vendramini. En ese caso, se empleará un espectrómetro de masas, un aparato que puede discriminar distintas sustancias presentes en una solución con base en el peso molecular de cada una de ellas.

“Aparte de investigar si la cantidad de una determinada proteína existente en la muestra aumenta o disminuye tras la infección, también pretendemos evaluar cómo se encuentra el nivel de fosforilación y de glucosilación de las moléculas. Las células se valen de dos mecanismos bioquímicos para activar o desactivar rápidamente la función que cumplen las proteínas. Esto nos suministrará pistas sobre las vías metabólicas que se alteran en las neuronas como respuesta al nuevo coronavirus”, comenta Martins-de-Souza.

Las manifestaciones neurológicas

En un video difundido en el sitio web de la Unicamp, el neurólogo Li Li Min comenta las manifestaciones neurológicas que se han observado en pacientes con COVID-19, entre ellas la pérdida del olfato y del gusto, confusión mental, derrames y dolores musculares (sin relación con alguna lesión muscular).

Según el investigador, se estima que hasta un 30% de los infectados por el nuevo coronavirus pueden exhibir algún síntoma neurológico. Min es coordinador de Educación y Difusión del Conocimiento del Instituto de Investigaciones en Neurociencias y Neurotecnología (BRAINN), un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) apoyado por la FAPESP.