En un estudio publicado en la revista Bioingenieríaun equipo de investigadores utilizó herramientas bioinformáticas para explorar las características biológicas del miocardio infectado por el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2).
Estudiar: La activación inflamatoria y la infiltración de células inmunitarias son las principales características biológicas del miocardio infectado por SARS-CoV-2. Haber de imagen: Kateryna Kon/Shutterstock
El SARS-CoV-2 invade directamente el corazón humano al atacar los cardiomiocitos (CM), lo que provoca una lesión miocárdica, una de las características patogénicas observadas en los síntomas sistémicos causados por la infección por SARS-CoV-2. La lesión miocárdica aumenta sustancialmente el riesgo de mortalidad en pacientes con enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19).
Informes anteriores han demostrado la existencia de ARN viral y macrófagos en muestras clínicas de corazón, lo que sugiere daño directo e indirecto inducido por virus en el miocardio, lo que indica la inclinación del SARS-CoV-2 a infectar CM sobre fibroblastos y células endoteliales. Sin embargo, no se han investigado los efectos posteriores en estas células posteriores a la infección por SARS-CoV-2.
Sobre el estudio
Los investigadores del presente estudio examinaron las características biológicas de los CM infectados con SARS-CoV-2 basándose en ómicas mediante la recopilación de datos transcriptómicos y analizándolos con varias herramientas bioinformáticas.
Después de volver a analizar los tres conjuntos de datos de CM humanos infectados con SARS-CoV-2 (GSE150392, GSE151879 y GSE169241), los investigadores seleccionaron los genes expresados diferencialmente (DEG) y los inscribieron para la ontología de genes (GO) y la enciclopedia de genes y genomas de Kyoto. (KEGG) y construcción de redes de interacción proteína-proteína (PPI).
Además, seleccionaron factores de transcripción (TF) y microARN (miARN) responsables de la expresión de DEG. Además, predijeron algunos medicamentos terapéuticos potenciales para pacientes con COVID-19, para lo cual analizaron los DEG en la base de datos Connectivity Map (cMap).
Además, estos DEG en corazones humanos infectados con SARS-CoV-2 se volvieron a analizar para validar los DEG de in vitro resultados. Finalmente, en base a la en vivo Como resultado, los investigadores realizaron un análisis de enriquecimiento de conjuntos de genes (GSEA) y evaluaron la infiltración inmunitaria.
Recomendaciones
Se descubrió un total de 86 DEG en CM infectados con SARS-CoV-2, regulados al alza o a la baja simultáneamente en todos los conjuntos de datos, lo que indica la existencia de varias diferencias biológicas internas entre estos CM cuando se exponen al SARS-CoV-2. Entre los 86 DEG, se encontró que 28 estaban desregulados en corazones infectados con SARS-CoV-2 (en vivo), validando además los resultados de la in vitro modelo.
El análisis mostró un total de 15 miARN dirigidos a 60 genes, de los cuales miR-1-3p y miR-27a-3p tenían la mayoría de los genes objetivo. Estudios de investigación anteriores han demostrado que miR-1-3p aumenta en la sangre periférica y se correlaciona positivamente con el nivel de daño miocárdico en la miocarditis viral aguda. Por lo tanto, su forma circulante puede ser un indicador potencial de lesión miocárdica inducida por SARS-CoV-2, un fenómeno que vale la pena explorar en estudios futuros. Además, su amplia asociación con múltiples DEG sugiere que también es un objetivo de intervención potencialmente valioso.
El análisis GO mostró que los 86 DEG se enriquecieron sustancialmente en respuesta al estímulo, la regulación biológica y los procesos metabólicos. Sin embargo, se recopiló información más abundante mediante el análisis GSEA en KEGG, que mostró que estos DEG estaban específicamente enriquecidos en las vías de señalización inflamatorias, incluida la vía de señalización de la interleucina (IL)-17 y las cascadas del complemento y la coagulación, que desempeñan funciones vitales en la miocarditis viral.
La activación de la vía de señalización de IL-17, mediada por la tormenta de citocinas, marca la infección por SARS-CoV-2. Además, la cascada del complemento y la coagulación participan activamente en la anomalía cardíaca, lo que sugiere que la lesión miocárdica inducida por COVID-19 puede ocurrir en parte debido a la trombosis microcirculatoria. En general, estos hallazgos sugieren que los tratamientos antiinflamatorios podrían combatir eficazmente la lesión miocárdica en pacientes con COVID-19.
El análisis de infiltración inmunitaria indicó que las células B ingenuas aumentaron significativamente en el corazón infectado con SARS-CoV-2, lo que indica la activación de respuestas inmunitarias adaptativas o humorales en pacientes con COVID-19.
El aumento de la infiltración de células B también muestra un deterioro funcional en los corazones de los pacientes con COVID-19; por lo tanto, la inhibición adecuada de las células B vírgenes podría aliviar eficazmente el daño cardíaco inducido por COVID-19.
Los 86 DEG se compararon con moléculas en la base de datos cMAP para explorar fármacos terapéuticos para el pronóstico de COVID-19. De un total de 2429 moléculas pequeñas, varias moléculas mostraron el potencial de reducir la lesión de CM inducida por SARS-CoV-2. Una de esas moléculas antivirales fue el saracatinib, que se ha considerado como un fármaco potencial para el SARS-CoV-2 en dos estudios de investigación diferentes. Sin embargo, la eficacia de saracatinib para prevenir el daño del tejido miocárdico inducido por el SARS-CoV-2 necesita más investigación.
Conclusiones
En resumen, los resultados del estudio podrían resultar muy útiles para el pronóstico de los pacientes con COVID-19. Los autores identificaron biomarcadores potenciales en CM infectados con SARS-CoV-2 y descubrieron posibles objetivos de intervención de células inmunitarias y fármacos terapéuticos valiosos.
Sin embargo, los estudios futuros deben investigar más a fondo y confirmar estos hallazgos preliminares.
