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Minirriñones generados en laboratorio ayudan a comprender por qué los pacientes con diabetes tienen más riesgo de desarrollar COVID-19 grave

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IBEC · 16 mayo 2022 08:30

Un equipo internacional con participación española ha comprobado que la programación metabólica provocada por la diabetes es crítica y aumenta la susceptibilidad a la infección por SARS-CoV-2 en el riñón.


  • Nuria Montserrat.

Un grupo de investigadores internacionales, entre los que se encuentran centros de investigación españoles, ha demostrado que los minirriñones diabéticos tienen una mayor susceptibilidad a la infección por SARS-CoV-2, al tiempo que demuestra del papel esencial del receptor ACE2 en la COVID-19.

Además, ha identificado que la programación metabólica provocada por la diabetes es crítica y aumenta la susceptibilidad a la infección por SARS-CoV-2 en el riñón. Estos resultados pueden conducir a la identificación de nuevas intervenciones en la patogenia de la COVID-19 dirigidas al metabolismo energético.

En esta colaboración internacional, investigadores liderados por Nuria Montserrat, en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC), han generado minirriñones humanos que simulan el riñón de una persona con diabetes en estadios iniciales de la enfermedad. Estos minirriñones diabéticos abren la puerta a estudiar, entre otros, la relación entre la diabetes y la COVID-19.

Diversos estudios han mostrado que las personas con diabetes tienen más probabilidades de desarrollar COVID-19 grave, así como que más del 20 por ciento de los pacientes hospitalizados por COVID-19 sufren daño renal agudo. Sin embargo, hasta la fecha se desconocía qué factor provoca que esto suceda.

El uso de organoides renales ayuda a comprender las primeras etapas de la diabetes en este órgano. Para demostrar que el receptor ACE2 desempeña un papel esencial en la infección por SARS-CoV-2 en el riñón, el equipo también ha utilizado ingeniería genética para generar organoides defectuosos para otros receptores descritos hasta la fecha como puertas de entrada del virus.

Utilizando células renales de pacientes, este estudio, publicado en Cell Metabolism, también revela el papel del metabolismo energético en la infección por SARS-CoV-2, abriendo la puerta a la identificación de nuevas intervenciones terapéuticas para tratar la COVID-19.

Desarrollo de los minirriñones

Se han desarrollado minirriñones en el laboratorio a partir de células madre humanas pluripotentes. Para reproducir el entorno diabético, los investigadores sometieron los minirriñones a condiciones de cultivo que dan como resultado la generación de órganos con las mismas características celulares y alteraciones metabólicas que los que se encuentran en los riñones de una persona con diabetes en etapa inicial.

Utilizando diferentes técnicas de biología molecular, los investigadores observaron que en estos minirriñones diabéticos es la abundancia del receptor ACE2 la que determina la susceptibilidad a la infección viral, estableciendo una relación causal entre la diabetes y la presencia de uno de los receptores descritos hasta ahora como determinantes en la infección por SARS-CoV-2.

"Nuestro modelo de organoide renal diabético nos ha permitido observar que los miniriñones diabéticos, con un mayor número de receptores ACE2, tienen una mayor susceptibilidad a la infección viral", señala Elena Garreta, del IBEC y primera coautora del estudio.

Para comprobar si los resultados obtenidos con los minirriñones también se observan en el órgano nativo, los investigadores analizaron células renales de pacientes con diabetes y de individuos sin diabetes. Los datos muestran que las células renales de pacientes diabéticos, al igual que sucede en los minirriñones, tienen más receptores ACE2 y sufren una mayor tasa de infección por SARS-CoV-2. Para profundizar en los mecanismos que pueden explicar tales observaciones, los investigadores utilizaron un compuesto que modula el estado metabólico de las células y encontraron que el tratamiento redujo la infección viral.

"Este hallazgo arroja luz sobre un mecanismo potencial detrás de los casos más graves de pacientes diabéticos. Esta tecnología mejorará nuestra capacidad para investigar cómo el virus interactúa con diferentes órganos del cuerpo humano", explica Ali Mirazimi, del Instituto Karolinska (Suecia), otro de los autores del estudio.

Referencia: Cell Metab. 2022 Apr 12. doi: 10.1016/j.cmet.2022.04.009

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