Modelo de nariz humana muestra cómo comienza la infección por COVID-19

Un equipo de investigadores ha desarrollado un organoide nasal humano -una representación de laboratorio de las células que recubren el interior de la nariz- que les ha permitido determinar cómo comienza la infección por SARS-CoV-2 en las vías respiratorias.

Los detalles del estudio, realizado por investigadores de la Facultad de Medicina de Baylor (Houston, Estados Unidos), se publican este martes en la revista mBio.

Los modelos preclínicos como éste sirven para ver las complejas interacciones entre las células humanas y los virus, lo que ayuda a determinar cómo son los primeros pasos de una enfermedad y a desarrollar posibles terapias y vacunas.

En este estudio, los investigadores han demostrado cuáles son las principales diferencias entre la infección por SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19, y la del virus sincitial respiratorio (VSR), un importante virus respiratorio pediátrico.

El modelo también resultó ser una herramienta útil para probar la eficacia de terapias como el palivizumab, un anticuerpo monoclonal aprobado por la agencia estadounidense de administración de Alimentos y Fármacos, la FDA, para prevenir la enfermedad grave por VRS en bebés de alto riesgo.

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“En el caso de los virus respiratorios, como el SARS-CoV-2 y el VRS, la infección comienza en la nariz cuando se respira el virus”, explica Pedro Piedra, director del Laboratorio de Diagnóstico de Virus Respiratorios de Baylor y autor principal.

Los organoides de nariz humana (de adultos y de bebés) desarrollados por los investigadores de Baylor suponen un acceso al interior de la nariz humana, “lo que nos permite estudiar los primeros acontecimientos de la infección en el laboratorio, algo que no habíamos tenido antes”.

Las células que recubren el interior de la nariz, el epitelio, están expuestas al aire por un lado y al sistema circulatorio sanguíneo por su lado opuesto.

“Nuestro sistema de organoides tridimensionales reproduce esta situación natural en el laboratorio utilizando el epitelio de la nariz cosechado con un hisopo nasal”, explicó el primer autor, el doctor Anubama Rajan, también de Bayle.

Para estudiar la interacción entre el SARS-CoV-2 o el RSV y el epitelio de la nariz, los investigadores simularon una infección natural colocando cada virus por separado en el lado del aire de las placas de cultivo y estudiando los cambios que se producían en el organoide de la nariz.

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Así, observaron respuestas distintas: el SARS-CoV-2 induce daños graves en el epitelio, no produce una primera respuesta de la defensa antiviral y la secreción de moco es mínima, mientras que el VRS genera abundante secreción de moco y una profunda respuesta antiviral.

Los autores también utilizaron el organoide nasal humano de infección por VRS para determinar la eficacia del palivizumab y constatar que el fármaco impide eficazmente la infección por VRS.

El estudio describe por primera vez un enfoque no invasivo, reproducible y fiable para utilizar organoides nasales humanos con los que hacer estudios a largo plazo (los modelos anteriores se obtenían mediante una biopsia invasiva de pulmón o nariz o un lavado broncoalveolar).

“La facilidad para obtener las muestras de los hisopos nasales facilita nuestro enfoque no invasivo en la población adulta general, así como en la población pediátrica vulnerable”, comentó Piedra.

Otra ventaja del uso de este novedoso sistema de organoides nasales humanos es que puede revelar cómo se produce el control inicial de la infección en una persona y proporcionar información sobre lo que haría a una persona más susceptible a un virus que a otra.

Este sistema también puede utilizarse para estudiar otros virus respiratorios y potencialmente otros microbios causantes de enfermedades.