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COVID-19: Fisiopatología

Página de inicio de recursos sobre la COVID-19 
Por el Dr. Matthew E. Levison, profesor adjunto de Medicina de la Facultad de Medicina de Drexel University

15/2/2021

 

Receptor del SARS-CoV-2 en las células huésped

 

La superficie del virus SARS-CoV-2 está cubierta por un gran número de proteínas de la espícula, que son esenciales para que el virus entre en las células huésped. Cada proteína de la espícula consta de dos subunidades, S1 y S2. La subunidad S1 en la punta de la espícula contiene el dominio de unión al receptor (RBD) que se une a la enzima convertidora de la angiotensina 2 (ECA2), el receptor de la célula huésped, mientras que la subunidad S2, ubicada en el tallo de la espícula, media en la fusión a la membrana de la célula huésped al virus que es necesaria para la entrada del virus (1). Para que se produzca la fusión a la membrana, las subunidades S1 y S2 deben ser clivadas por la serina proteasa transmembrana 2 (TMPRSS2—1).

La ECA2, identificada por primera vez en 2000, es una enzima unida a la superficie de las células huésped y es el punto de entrada del SARS-CoV-2. ECA2 se distribuye ampliamente por todo el cuerpo, y se expresa abundantemente en las células epiteliales nasales, las células epiteliales de los alvéolos pulmonares y los enterocitos del intestino delgado. La ECA2 también se expresa en el endotelio de los lechos vasculares de los órganos de todo el cuerpo y en las células del músculo liso arterial de muchos órganos estudiados. En los riñones, la ECA2 se expresa en los bordes en cepillo apical de los túbulos proximales, así como en los podocitos glomerulares, pero no en las células endoteliales (2). La amplia distribución de los receptores de la ECA2 en todo el cuerpo probablemente explica los efectos multiorgánicos de la COVID-19.

 

La ECA2 regula el sistema renina-angiotensina al catalizar la hidrólisis del octapéptido angiotensina II (AngII, un vasoconstrictor) al heptapéptido angiotensina 1–7 (Ang1-7, un vasodilatador). La Ang1-7 también se opone a la estimulación de la producción de citocinas proinflamatorias, como la IL-6, por parte de la AngII. Se ha demostrado que la ECA2 tiene una función protectora en el pulmón, el sistema cardiovascular y otros órganos, y se ha evaluado en ensayos clínicos para el tratamiento del síndrome de dificultad respiratoria aguda. El consecuente agotamiento de la ECA2 tras la infección de las células huésped deja sin oposición la estimulación proinflamatoria de la AngII y la consiguiente lesión pulmonar y de otros órganos (3).

 

La infección viral del endotelio provoca una lesión de las células endoteliales, lo que desencadena la liberación de citocinas proinflamatorias y disfunción microcirculatoria en los pulmones, el corazón y el hígado. Se cree que una consecuencia es un estado hipercoagulable que provoca trombosis microvascular. Cuando se produce en los pulmones, la trombosis microvascular puede afectar el intercambio de oxígeno; cuando se produce en las venas, puede provocar trombosis venosa profunda y embolia pulmonar, y en arterias, accidente cerebrovascular isquémico, isquemia de extremidades e infarto de miocardio (4). Puede producirse un sangrado excesivo en pacientes con COVID-19, pero es mucho menos frecuente que los problemas de coagulación.

 

Las variantes genéticas en el sitio de unión de la proteína de la espícula del SARS-CoV-2 y la variación en el nivel de expresión y el patrón de expresión de la ECA2 en diferentes tejidos pueden proporcionar una base genética para las diferencias en la susceptibilidad del huésped, los síntomas y el resultado de la infección por SARS-CoV-2 (5, 6). Además, se halló que la expresión de la ECA2 varía según la edad; en un estudio en el que participaron pacientes con asma, se observó que la expresión de la ECA2 por parte del epitelio nasal era menor en niños más pequeños (de 4 a 9 años de edad) que en niños mayores y en personas de 10 a 60 años de edad, y la expresión de la ECA2, después del ajuste por sexo y asma, fue mayor con cada grupo de edad posterior, es decir, niños mayores (de 10 a 17 años de edad), adultos jóvenes (de 18 a 24 años de edad) y adultos de ≥ 25 años (7). La menor expresión de la ECA2 en niños pequeños en relación con los adultos puede ayudar a explicar por qué la COVID-19 es menos prevalente y las manifestaciones clínicas son menos graves en niños pequeños (8), y su frecuencia de transmisión es menor (9).

 

 

Referencias

 

1. Huang Y Yang C, Xu X-F, et al: Structural and functional properties of SARS-CoV-2 spike protein: potential antiviral drug development for COVID-19. Acta Pharmacologica Sinica 41: 1141-1149, 2020. doi10.1038/s41401-020-0485-4 https://www.nature.com/articles/s41401-020-0485-4

2. Su H, Yang M, Wan C, et al: Renal histopathological analysis of 26 postmortem findings of patients with COVID-19 in China. Kidney International 98(1):P219-227, 2020. https://www.kidney-international.org/article/S0085-2538(20)30369-0/fulltext

3. Liu M, Shi P, Sumners C: Direct anti-inflammatory effects of angiotensin-(1-7) on microglia. Journal of Neurochemistry 136:163-171, 2016. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4688174/

4. Lowenstein CJ, Solomon SD: Severe COVID-19 is a microvascular disease. Circulation 142: 1609-1611, 2020. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.120.050354 https://www.ahajournals.org/doi/pdf/10.1161/CIRCULATIONAHA.120.050354

5. Stawiski E, Diwanji D, Suryamohan K, et al: Human ACE2 receptor polymorphisms predict SARS-CoV-2 susceptibility. [PREIMPRESIÓN] bioRxiv 10 de abril de 2020 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.07.024752v1

6. Cao Y, Li L, Feng Z, et al: Comparative genetic analysis of the novel coronavirus (2019-nCoV/SARS-CoV-2) receptor ACE2 in different populations. Cell Discovery 6, 11, 2020. 24 de febrero de 2020. https://www.nature.com/articles/s41421-020-0147-1

7. Bunyavanich S, Do A, Vicencio A: Nasal gene expression of angiotensin-converting enzyme 2 in children and adults. JAMA 323(23):2427–2429, 2020. doi:10.1001/jama.2020.8707https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2766524

8. Dong Y, Mo X, Hu Y, et al: Epidemiology of COVID-19 among children in China. Pediatrics 145 (6): e20200702, 2020. https://pediatrics.aappublications.org/content/145/6/e20200702

9. Park YJ, Choe YJ, Park O, et al: Contact tracing during coronavirus disease outbreak, South Korea 2020. Emerging Infectious Diseases Octubre de 2020 [publicación temprana] 16 de julio de 2020. Consultado el 23 de julio de 2020. https://wwwnc.cdc.gov/eid/article/26/10/20-1315-t2

 

 

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