El estudio muestra la activación de los macrófagos pulmonares por la glicoproteína del pico SARS-CoV-2

En un estudio reciente publicado en la Revista Internacional de Ciencias Moleculareslos investigadores investigaron los efectos del pico del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) del síndrome respiratorio agudo severo (S) glicoproteína sobre la activación de macrófagos pulmonares humanos (HLM) y la expresión de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) y la serina proteasa 2 transmembrana (TMPRSS2) en macrófagos pulmonares humanos.

La enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) se caracteriza por la inflamación de las vías respiratorias. El agente etiológico de COVID-19, SARS-CoV-2, ingresa a las células huésped al unirse a los receptores ACE2, utilizando TMPRSS2. Los macrófagos son las células inmunológicas más abundantemente presentes en los tejidos pulmonares y están implicados en varias funciones reguladas por la producción de quimiocinas y citocinas.

Estudiar: La proteína espiga del SARS-CoV-2 activa los macrófagos pulmonares humanos. Haber de imagen: piccreative/Shutterstock

Sobre el estudio

En el presente estudio, los investigadores evaluaron los efectos de la glicoproteína S del SARS-CoV-2 sobre la liberación de citocinas y quimiocinas inflamatorias por parte de los macrófagos pulmonares humanos y la expresión de TMPRSS2 y ACE2 en los macrófagos.

Los macrófagos de pulmón humano se purificaron a partir de tejidos pulmonares de personas con virus de la hepatitis C (VHC) positivo, antígeno de superficie del virus de la hepatitis B (VHB) negativo y virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) negativo sometidos a resección de tejido pulmonar. Los efectos de concentraciones crecientes de SARS-CoV-2 S en la activación de HLM se evaluaron en experimentos de cultivo celular, en los que se estimularon macrófagos pulmonares humanos con lipopolisacárido (1,0 µg por ml), o aumentando SARS-CoV-2 S (0,010 µg por ml a 10,0 µg por ml).

MTT [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)2,5-diphenyl tetrazolium bromide] Se realizaron ensayos para evaluar las proporciones de HLM viables. Los niveles de los mediadores [interleukin (IL)-1β, IL-6, tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), CXCL-8, angiopoietin 1 (ANGPT1), vascular endothelial growth factor A (VEGF-A), angiopoietin 2, and tumor growth factor-beta (TGF-β)] en el cultivo, los sobrenadantes se evaluaron utilizando ensayos inmunoabsorbentes ligados a enzimas (ELISA).

Los niveles de TMPRSS2, ACE2, IL-1β, CXC motivo ligando 8 (CXCL-8), TNF-α y ácido ribonucleico mensajero (ARNm) de IL-6 se midieron mediante la reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa cuantitativa (RT-qPCR). Los niveles de iones de calcio intracelular citosólico e intracelular lisosomal se determinaron utilizando imágenes de video asistidas por computadora a nivel de una sola célula.

Los ensayos de fagocitosis se realizaron utilizando E. coli Se realizaron cepas y análisis microscópicos de lapso de tiempo y de alto contenido para investigar si el SARS-CoV-2 S puede inducir la fagocitosis por HLM. Además, se evaluaron la morfología y el seguimiento de HLM. Para investigar si la expresión del receptor tipo toll 2 (TLR-2) contribuyó a la activación de macrófagos pulmonares humanos inducida por SARS-CoV-2 S, los HLM se preincubaron con anticuerpos contra TLR-2 seguidos de estimulación con glicoproteína S.

Resultados

El SARS-CoV-2 S indujo la secreción de quimiocinas inflamatorias y citocinas como la liberación de TNF-α, IL-1β, IL-6 y CXCL-8 de macrófagos pulmonares humanos primarios, con efectos significativos a 1,0 µg por ml y 10,0 µg por ml, no regulado por el receptor tipo toll 2. La glicoproteína S promovió la fagocitosis y aumentó la concentración de iones de calcio intracelular en los lisosomas de los macrófagos pulmonares humanos y afectó el seguimiento de los macrófagos pulmonares humanos al inducir cambios de desplazamiento celular; sin embargo, la morfología de HLM no se vio afectada.

Los macrófagos pulmonares humanos expresaron constitutivamente ácido ribonucleico mensajero para la enzima convertidora de angiotensina 2 y la serina proteasa 2 transmembrana (en mayor medida), lo que indica que los macrófagos pulmonares humanos son objetivos de la glicoproteína S. Sin embargo, la proporción de macrófagos pulmonares humanos viables después de 18 horas de tratamiento con glicoproteína S no fue diferente de la de los macrófagos pulmonares no tratados.

Los hallazgos indicaron que la glicoproteína S indujo la liberación de quimiocinas y citocinas de los macrófagos pulmonares humanos, pero no su liberación. de novo síntesis y que el receptor tipo toll 2 no era necesario para la liberación. Con respecto al seguimiento de macrófagos de pulmón humano, los macrófagos estimulados con glicoproteína S se situaron más cerca del punto de origen y se asimilaron en áreas de desplazamiento más pequeñas que las células no tratadas; sin embargo, la velocidad de HLM no se vio afectada.

Los macrófagos pulmonares humanos activados con glicoproteína SARS-CoV-2 S mostraron una mayor captación de Escherichia coli partículas que los controles. La glicoproteína S regula las concentraciones de iones de calcio intracelulares sin efectos citotóxicos sobre los macrófagos pulmonares humanos. La acumulación de iones de calcio lisosomal estimulada por la glicoproteína SARS-CoV-2 S podría deberse a interacciones con orgánulos celulares ácidos.

Conclusiones

Según los hallazgos del estudio, los macrófagos pulmonares humanos pueden considerarse un arma de doble filo durante la COVID-19. Los macrófagos pueden activar procesos fagocíticos y eliminar microbios patógenos y desechos celulares. Sin embargo, por otro lado, los macrófagos pulmonares humanos pueden contribuir al daño pulmonar, la disfunción inmune y las enfermedades respiratorias al aumentar la liberación de sustancias proinflamatorias.

Los resultados del estudio pueden aclarar la hiperinflamatoria tormenta de citoquinas observado en infecciones graves por SARS-CoV-2. Además, la detección de los ligandos y sensores asociados con el exceso de citoquinas asociado con COVID-19 puede ayudar en el desarrollo de terapias específicas de COVID-19 para reducir la carga de salud global de las infecciones por SARS-CoV-2.