Una imagen de microscopio electrónico (sección ultrafina, coloreada artificialmente) muestra una sección de una célula ciliada en la mucosa olfativa. Un gran número de partículas de SARS-CoV-2 intactas (rojo) se encuentran tanto dentro de la célula como en los procesos celulares. Amarillo: kinocilia. Crédito: Michael Laue / RKI y Carsten Dittmayer / Charity
Utilizando muestras de tejido post-mortem, un equipo de investigadores de Caridad – Universitätsmedizin Berlín han estudiado los mecanismos por los cuales el nuevo coronavirus puede llegar al cerebro de pacientes con COVID-19y cómo responde el sistema inmunológico al virus una vez que lo hace. Los resultados, que muestran que SARS-CoV-2 ingresa al cerebro a través de las células nerviosas en la mucosa olfatoria, se han publicado en Neurociencia de la naturaleza. Por primera vez, los investigadores han podido producir imágenes de microscopio electrónico de partículas de coronavirus intactas dentro de la mucosa olfativa.
Ahora se reconoce que COVID-19 no es una enfermedad puramente respiratoria. Además de afectar los pulmones, SARS-CoV-2 puede afectar el sistema cardiovascular, el tracto gastrointestinal y el sistema nervioso central. Más de una de cada tres personas con COVID-19 informar síntomas neurológicos como pérdida o alteración del sentido del olfato o del gusto, dolores de cabeza, fatiga, mareos y náuseas. En algunos pacientes, la enfermedad incluso puede provocar un accidente cerebrovascular u otras afecciones graves. Hasta ahora, los investigadores habían sospechado que estas manifestaciones debían ser causadas por el virus que ingresaba e infectaba células específicas del cerebro. Pero como SARS-CoV-2 ¿ir allí? Bajo el liderazgo conjunto de la Dra. Helena Radbruch de CaridadEl Departamento de Neuropatología y el Director del Departamento, Prof. El Dr. Frank Heppner, un equipo multidisciplinario de investigadores, ha rastreado cómo el virus ingresa al sistema nervioso central y posteriormente invade el cerebro.
La tinción por inmunofluorescencia muestra una célula nerviosa (rosa) dentro de la mucosa olfativa que ha sido infectada con SARS-CoV-2 (amarillo). Las células de soporte (epiteliales) aparecen de color azul. Crédito: Jonas Franz / Universitätsmedizin Göttingen
Como parte de esta investigación, expertos de los campos de neuropatología, patología, medicina forense, virología y atención clínica estudiaron muestras de tejido de 33 pacientes (edad promedio 72) que habían fallecido en Caridad o el Centro Médico Universitario de Göttingen después de contratar COVID-19. Utilizando la última tecnología, los investigadores analizaron muestras tomadas de la mucosa olfativa de los pacientes fallecidos y de cuatro regiones cerebrales diferentes. Tanto las muestras de tejido como las distintas células se analizaron para SARS-CoV-2 material genético y una ‘proteína de pico’ que se encuentra en la superficie del virus. El equipo proporcionó evidencia del virus en diferentes estructuras neuroanatómicas que conectan los ojos, la boca y la nariz con el tronco cerebral. La mucosa olfativa mostró la mayor carga viral. Utilizando tinciones especiales de tejido, los investigadores pudieron producir las primeras imágenes de microscopía electrónica de partículas intactas de coronavirus dentro de la mucosa olfativa. Estos se encontraron tanto dentro de las células nerviosas como en los procesos que se extienden desde las células de soporte cercanas (epiteliales). Todas las muestras utilizadas en este tipo de análisis basado en imágenes deben ser de la mayor calidad posible. Para garantizar que este fuera el caso, los investigadores se aseguraron de que todos los procesos clínicos y patológicos estuvieran estrechamente alineados y respaldados por una infraestructura sofisticada.
“Estos datos apoyan la noción de que SARS-CoV-2 es capaz de utilizar la mucosa olfativa como puerto de entrada al cerebro ”, dice el Prof. Heppner. Esto también está respaldado por la estrecha proximidad anatómica de las células de la mucosa, los vasos sanguíneos y las células nerviosas de la zona. “Una vez dentro de la mucosa olfatoria, el virus parece utilizar conexiones neuroanatómicas, como el nervio olfatorio, para llegar al cerebro”, añade el neuropatólogo. “Es importante enfatizar, sin embargo, que el COVID-19 los pacientes involucrados en este estudio tenían lo que se definiría como enfermedad grave, perteneciente a ese pequeño grupo de pacientes en los que la enfermedad resulta fatal. Por lo tanto, no es necesariamente posible transferir los resultados de nuestro estudio a casos con enfermedad leve o moderada «.
La forma en que el virus se mueve desde las células nerviosas aún no se ha aclarado por completo. “Nuestros datos sugieren que el virus se mueve de una célula nerviosa a otra para llegar al cerebro”, explica el Dr. Radbruch. Ella agrega: «Sin embargo, es probable que el virus también se transporte a través de los vasos sanguíneos, ya que también se encontró evidencia del virus en las paredes de los vasos sanguíneos del cerebro». SARS-CoV-2 está lejos de ser el único virus capaz de llegar al cerebro a través de determinadas rutas. «Otros ejemplos incluyen el virus del herpes simple y el virus de la rabia», explica el Dr. Radbruch.
Los investigadores también estudiaron la forma en que el sistema inmunológico responde a la infección con SARS-CoV-2. Además de encontrar evidencia de células inmunes activadas en el cerebro y en la mucosa olfatoria, detectaron las firmas inmunes de estas células en el líquido cerebral. En algunos de los casos estudiados, los investigadores también encontraron daño tisular causado por un accidente cerebrovascular como resultado de una tromboembolia (es decir, la obstrucción de un vaso sanguíneo por un coágulo de sangre). “A nuestros ojos, la presencia de SARS-CoV-2 en las células nerviosas de la mucosa olfatoria proporciona una buena explicación de los síntomas neurológicos que se encuentran en COVID-19 pacientes, como la pérdida del sentido del olfato o del gusto ”, explica el Prof. Heppner. «También encontramos SARS-CoV-2 en áreas del cerebro que controlan funciones vitales, como la respiración. No se puede descartar que, en pacientes con graves COVID-19, la presencia del virus en estas áreas del cerebro tendrá un impacto exacerbado en la función respiratoria, agregando problemas respiratorios debido a SARS-CoV-2 Infección de los pulmones. Pueden surgir problemas similares en relación con la función cardiovascular «.
Referencia: “Invasión olfativa transmucosa del SARS-CoV-2 como puerto de entrada al sistema nervioso central en personas con COVID-19” por Jenny Meinhardt, Josefine Radke, Carsten Dittmayer, Jonas Franz, Carolina Thomas, Ronja Mothes, Michael Laue, Julia Schneider , Sebastian Brünink, Selina Greuel, Malte Lehmann, Olga Hassan, Tom Aschman, Elisa Schumann, Robert Lorenz Chua, Christian Conrad, Roland Eils, Werner Stenzel, Marc Windgassen, Larissa Rößler, Hans-Hilmar Goebel, Hans R. Gelderblom, Hubert Martin , Andreas Nitsche, Walter J. Schulz-Schaeffer, Samy Hakroush, Martin S. Winkler, Björn Tampe, Franziska Scheibe, Péter Körtvélyessy, Dirk Reinhold, Britta Siegmund, Anja A. Kühl, Sefer Elezkurtaj, David Horst, Lars Oesterokhelweg, Michael Tsester , Barbara Ingold-Heppner, Christine Stadelmann, Christian Drosten, Victor Max Corman, Helena Radbruch y Frank L.Heppner, 30 de noviembre de 2020, Neurociencia de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41593-020-00758-5