Un estudio internacional publicado en la revista científica Science Translational Medicine revela que el virus del COVID-19 puede perjudicar en diversos tejidos del organismo la función de las mitocondrias –las “centrales” de energía de las células– para crear de este modo un efecto global y prolongado en todos los órganos de la persona infectada.
Este descubrimiento de un efecto sistémico relacionado con la inhibición de la función mitocondrial abre una senda hacia la búsqueda de nuevos tratamientos tanto para los casos graves de la enfermedad como para los pacientes con COVID largo.
“La disfunción mitocondrial que provoca el SARS-CoV-2 perdura aun cuando se ha eliminado el virus del organismo. Este es otro efecto sistémico de la enfermedad. En este trabajo verificamos que el referido proceso transcurre en diversos tejidos del organismo, no solamente en las células del sistema inmunitario [monocitos] o únicamente en los pulmones, tal como se imaginaba inicialmente. La disfunción mitocondrial puede ocurrir en todo el organismo, y entre sus consecuencias se encuentra el aumento de la respuesta inflamatoria en los pacientes graves”, explica Pedro Moraes-Vieira, docente del Instituto de Biología de la Universidad de Campinas (IB-Unicamp), en Brasil.
La investigación que dio origen al referido artículo científico se llevó a cabo en el ámbito del consorcio COVID-19 International Research Team, que reúne a investigadores de distintos centros de Estados Unidos, Corea del Sur, Dinamarca, Paraguay y Brasil. Los trabajos cuentan con financiación fundamentalmente de los National Institutes of Health (NIH, de Estados Unidos). Este estudio específicamente constituye la continuación de una investigación que se puso en marcha en el año 2020, con el apoyo de la FAPESP, en la cual el equipo de la Unicamp, encabezado por Moraes-Vieira, descubrió que el COVID-19 podría generar disfunciones en las mitocondrias. Con todo, aún no se había comprobado que se trataba de un problema generalizado (lea más sobre ello, aquí).
Energía robada
En el artículo más reciente, los investigadores analizaron la infección provocada por el virus causante del COVID-19 en dos modelos animales (hámsteres y ratones). Asimismo, examinaron datos referentes a más de 700 muestras nasofaríngeas (de personas sanas y de pacientes con infección con el SARS-CoV-2 en estadio inicial) y 35 muestras de tejidos obtenidas mediante autopsias (de personas con la infección en un estadio avanzado), todas tomadas durante la pandemia en la ciudad de Nueva York.
Los análisis revelaron que el virus suprime la expresión de ciertos genes mitocondriales (cabe recordar que esos orgánulos −las mitocondrias− poseen un material genético propio: el ADN mitocondrial). Este proceso afecta vías bioquímicas, la producción de energía celular y la activación de la respuesta inmunitaria. Esto hace que las células empiecen a utilizar una vía alternativa para la producción de energía, la llamada gucólisis, que consiste en la rotura de las moléculas de glucosa en dos moléculas de ácido pirúvico, que pasan a servirle como fuente de energía al virus. De esta forma, este logra replicarse más y desencadena una respuesta inflamatoria más exacerbada, es decir, la forma grave del COVID-19.
Pero el efecto sistémico de la inhibición de la función mitocondrial no se detiene por ahí. “Observamos que aun cuando ya se había eliminado el virus del organismo, y había cesado la inhibición de los genes mitocondriales en los pulmones, la expresión de esos genes mitocondriales en el corazón, en los riñones, el hígado o en los ganglios linfáticos seguía estando perjudicada, lo que llevaba potencialmente a la patología grave del COVID-19. Creemos también que esta inhibición de los genes mitocondriales pueda estar relacionada con el llamado COVID largo cuando ya no está presente el virus. El paciente está curado de la enfermedad, pero algunos síntomas y sus secuelas perduran”, comenta Moraes-Vieira, quien también es investigador del Experimental Medicine Research Cluster (EMRC) y del Centro de Investigaciones en Obesidad y Comorbilidades (OCRC), un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) de la FAPESP con sede en la Unicamp.
Tal como lo recuerda el investigador, los experimentos que el grupo de la Unicamp realizó en el año 2020 con monocitos infectados demostraron que la supresión de los genes mitocondriales prácticamente inactivó el proceso de fosforilación oxidativa, que utiliza la energía que se libera debido a la oxidación de nutrientes para producir la molécula conocida como trifosfato de adenosina, el ATP, que les sirve de “combustible” a las células.
Falta de aire y cansancio
“Esto genera la necesidad de buscar nuevas formas de producir energía, cosa que con relación a los síntomas de la enfermedad puede manifestarse bajo la forma de falta de aire y cansancio, por ejemplo”, dice. El grupo de Moraes-Vieira publicó esta información en 2020.
En tanto, las muestras nasofaríngeas y de tejidos analizadas en el estudio que ahora ha sido publicado demostraron que la supresión de los genes y de la función mitocondrial transcurría en diferentes órganos, tales como el corazón, el hígado, los riñones y los ganglios linfáticos.
“Incluso después de la eliminación del virus, la inhibición de los genes relacionados con la fosforilación oxidativa perduraba. Parece ser un cuadro irreversible si pensamos en los casos de COVID largo. Esto abre un camino hacia la búsqueda de nuevos tratamientos que comprendan la restauración de la función mitocondrial. Y es precisamente en ese punto que nos enfocaremos en los próximos estudios”, comenta.
Referencia: Joseph W Guarnieri, Joseph M Dybas, Hossein Fazelinia, Deborah G Murdock, Amanda Sarvia-Butler, Robert E Schwartz, Afshin Beheshti, Douglas C Wallace et al – 'Core mitochondrial genes are down-regulated during SARS-CoV-2 infection of rodent and human hosts'. Revista Science Translational Medicine, 2023 | DOI: 10.1126/scitranslmed.abq1533.