COVID-19, arritmias, corazón
¿Las arritmias relacionadas con COVID-19 son causadas por daño viral en las células del marcapasos del corazón?
El virus SARS-CoV-2 puede infectar células de marcapasos especializadas que mantienen el latido rítmico del corazón, desencadenando un proceso de autodestrucción dentro de las células, según un estudio preclínico codirigido por investigadores de Weill Cornell Medicine, NewYork-Presbyterian y NYU, Escuela de Medicina Grossman. Los hallazgos ofrecen una posible explicación de las arritmias cardíacas que se observan comúnmente en pacientes con infección por SARS-CoV-2.
En el estudio, publicado el 8 de marzo de 2022 en Circulation Research , los investigadores utilizaron un modelo animal y células de marcapasos derivadas de células madre humanas para demostrar que el SARS-CoV-2 puede infectar fácilmente las células de marcapasos y desencadenar un proceso llamado ferroptosis. , en el que las células se autodestruyen pero también producen moléculas de oxígeno reactivas que pueden impactar en las células cercanas.
“Esta es una vulnerabilidad sorprendente y aparentemente única de estas células: observamos una variedad de otros tipos de células humanas que pueden infectarse con el SARS-CoV-2, incluidas incluso las células del músculo cardíaco, pero encontramos signos de ferroptosis solo en las células del marcapasos. ”, dijo el coautor principal del estudio, el Dr. Shuibing Chen, profesor de cirugía de la familia Kilts y profesor de biología química en cirugía y de biología química en bioquímica en Weill Cornell Medicine.
Se han observado arritmias, incluidos ritmos cardíacos demasiado rápidos (taquicardia) y demasiado lentos (bradicardia), entre muchos pacientes con COVID-19, y múltiples estudios han relacionado estos ritmos anormales con peores resultados de COVID-19. Sin embargo, no está claro cómo la infección por SARS-CoV-2 podría causar tales arritmias.
Tinción de la proteína Spike de SARS-CoV-2 (verde) en las células del marcapasos (rojas) de hámsters infectados con SARS-CoV-2. Los núcleos de las células se tiñen de azul. Fuente: Dr. Shuibing Chen
En el nuevo estudio, los investigadores examinaron hámsters dorados, uno de los únicos animales de laboratorio que desarrolla de manera confiable signos similares a los de la COVID-19 a partir de la infección por SARS-CoV-2, y encontraron evidencias de que después de la exposición nasal, el virus puede infectar las células de la unidad de marcapasos cardíaco natural, conocida como nódulo sinoauricular.
Para estudiar los efectos del SARS-CoV-2 en las células marcapasos con más detalle y con células humanas, los investigadores utilizaron técnicas avanzadas de células madre para inducir a las células madre embrionarias humanas a madurar hasta convertirse en células muy parecidas a las células del nódulo sinoauricular. Demostraron que estas células de marcapasos humanas inducidas expresan el receptor ACE2 y otros factores que el SARS-CoV-2 usa para ingresar a las células y se infectan fácilmente con el SARS-CoV-2. Los investigadores también observaron grandes aumentos en la actividad del gen inmune inflamatorio en las células infectadas.
Sin embargo, el hallazgo más sorprendente del equipo fue que las células marcapasos, en respuesta al estrés de la infección, mostraron signos claros de un proceso de autodestrucción celular llamado ferroptosis, que implica la acumulación de hierro y la producción descontrolada de oxígeno reactivo que destruye las células. moléculas. Los científicos pudieron revertir estos signos en las células utilizando compuestos que se sabe que se unen al hierro e inhiben la ferroptosis.
Este hallazgo sugiere que algunas de las arritmias cardíacas detectadas en pacientes con COVID-19 podrían ser causadas por daño de ferroptosis en el nódulo sinoauricular.
Aunque, en principio, los pacientes con COVID-19 podrían tratarse con inhibidores de ferroptosis específicamente para proteger las células del nódulo sinoauricular, serían preferibles los medicamentos antivirales que bloquean los efectos de la infección por SARS-CoV-2 en todos los tipos de células, dijeron los investigadores.
Los investigadores planean continuar usando sus modelos celulares y animales para investigar el daño del nódulo sinoauricular en COVID-19 y más allá.
Aunque los médicos actualmente pueden usar un marcapasos electrónico artificial para reemplazar la función de un nódulo sinoauricular dañado, aquí existe la posibilidad de usar células sinoauriculares, como las desarrolladas por el equipo investigador, como una terapia de marcapasos alternativa basada en células.
Fuente: “SARS-CoV-2 Infection Induces Ferroptosis of Sinoatrial Node Pacemaker Cells” by Yuling Han, Jiajun Zhu, Liuliu Yang, Benjamin E. Nilsson-Payant, Romulo Hurtado, Lauretta A. Lacko, Xiaolu Sun, Aravind R. Gade, Christina A. Higgins, Whitney J. Sisso, Xue Dong, Maple Wang, Zhengming Chen, David D. Ho, Geoffrey S. Pitt, Robert E. Schwartz, Benjamin R. tenOever, Todd Evans and Shuibing Chen, 8 March 2022, Circulation Research. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.121.320518
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