Minirriñones humanos generados en el laboratorio por científicos del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) simulando los de una persona diabética han permitido demostrar la mayor susceptibilidad a la infección por SARS-CoV-2 que tienen las personas diabéticas. En el estudio, ha participado la Universidad de Navarra.
La investigación, dirigida por Nuria Montserrat (IBEC), abre la puerta a estudiar, entre otras cosas, la relación entre la diabetes y la COVID-19, aporta evidencias genéticas del papel esencial del receptor ACE2 en la COVID-19 e identifica hipotéticas nuevas intervenciones terapéuticas para tratar la COVID-19.
Hace dos años que miles de científicos y médicos de todo el mundo trabajan para entender cómo se desarrolla la COVID-19 y qué relación tiene con otro tipo de enfermedades. Hasta ahora, varios estudios habían apuntado que las personas que sufren diabetes son más propensas a desarrollar una COVID-19 severa y que más del 20% de los pacientes hospitalizados por COVID-19 sufrían daño renal agudo, pero se desconocía cuál era el factor causal que originaba que esto sucediera.
Esta investigación, en la que han colaborado la Universidad de Florida, el Life Sciences Institute de la Universidad de British Columbia en Canadá, el Karolinska Institute y Karolinska University Hospital en Suecia, la Clínica CIMA, la Universidad de Navarra y la de Barcelona y los hospitales Clínic y Sant Pau, ha usado bioingeniería para desarrollar minirriñones que simulan el riñón de pacientes en las fases iniciales de la diabetes.
Según los investigadores, esta es la primera vez que se utilizan organoides de riñón para entender las primeras fases de la diabetes en este órgano.
Para demostrar que el receptor ACE2 tiene un papel esencial para la infección de SARS-CoV-2 en el riñón, los investigadores también generaron mediante ingeniería genética organoides defectivos para otros receptores descritos hasta la fecha como puertas de entrada para el virus.
El trabajo, que publica la revista 'Cell Metabolism', ha utilizado también muestras de pacientes y, según los investigadores, pone en relieve el papel del metabolismo energético en la infección por SARS-CoV-2.
Para crear minirriñones con las mismas características celulares, y las mismas alteraciones metabólicas que las que se encuentran en los riñones de una persona diabética en la fase inicial de la enfermedad, los investigadores desarrollaron minirriñones en el laboratorio a partir de células madre humanas pluripotentes que fueron sometidos a condiciones de cultivo en el laboratorio para reproducir el entorno diabético.
Luego, utilizando técnicas de biología molecular, como la edición genética, observaron que en los minirriñones diabéticos la abundancia del receptor ACE2 era la que determinaba la susceptibilidad a la infección viral y establecieron una relación causal entre la diabetes y la presencia de uno de los receptores determinantes en la infección por SARS-CoV-2.
"Nuestro modelo de organoide renal diabético nos ha permitido observar que los minirriñones diabéticos, con mayor número de receptores ACE2, presentan una mayor susceptibilidad a la infección viral", ha resumido la investigador del IBEC, Elena Garreta.
Además, empleando técnicas de secuenciación del ácido ribonucleico (RNA), los investigadores identificaron que los minirriñones diabéticos poseen una firma metabólica que podría explicar por qué los minirriñones diabéticos se infectan más.
Para verificar si los resultados obtenidos con los minirriñones se observaban también en el órgano nativo, los investigadores analizaron células renales de pacientes con diabetes y sin diabetes.
Los datos demostraron que las células renales de pacientes diabéticos, del mismo modo que lo que ocurre en los minirriñones, presentaban más receptores ACE2 y sufrían susceptibilidad a la infección por SARS-CoV-2.
Para ahondar en los mecanismos que pueden explicar las observaciones, los investigadores utilizaron un compuesto que modula el estado metabólico de las células y comprobaron que el tratamiento disminuía la infección viral.
"Hemos demostrado que el virus SARS-CoV-2 es capaz de infectar directamente las células de túbulo proximal aisladas del riñón humano, y que la diabetes hace que estas células sean más propensas a la infección", ha comentado en un comunicado la investigadora de la Universidad de Florida Megan Stanifer.
Según los investigadores, este nuevo modelo de minirriñón diabético también abrirá las puertas a estudiar el papel de otras enfermedades, como la hipertensión, en el desarrollo de la COVID y otras patologías complejas.
