Un pequeño estudio revela cómo la respuesta inmunitaria desencadenada por la COVID-19 puede dañar el cerebro

Un estudio de los Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos (NIH, por sus siglas en inglés) ha descrito que la respuesta inmunitaria desencadenada por la infección por COVID-19 puede dañar los vasos sanguíneos del cerebro y provocar síntomas neurológicos a corto y largo plazo.

En un estudio publicado en la revista científica Brain , investigadores del Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS, por sus siglas en inglés) examinaron los cambios cerebrales en nueve personas que murieron repentinamente tras contraer el virus.

Los científicos encontraron pruebas de que los anticuerpos (proteínas producidas por el sistema inmunitario en respuesta a los virus y otros invasores) participan en un ataque a las células que recubren los vasos sanguíneos del cerebro, lo que provoca inflamación y daños. En consonancia con un estudio anterior del grupo, no se detectó el SARS-CoV-2 en el cerebro de los pacientes, lo que sugiere que el virus no estaba infectando el cerebro directamente.

Entender cómo el SARS-CoV-2 puede desencadenar daños cerebrales puede ayudar a desarrollar terapias para los pacientes con COVID-19 que tienen síntomas neurológicos persistentes.

«Los pacientes suelen desarrollar complicaciones neurológicas con la COVID-19, pero el proceso fisiopatológico subyacente no se conoce bien. Anteriormente habíamos demostrado el daño de los vasos sanguíneos y la inflamación en los cerebros de los pacientes en la autopsia, pero no entendíamos la causa del daño. Creo que en este trabajo hemos conseguido una importante visión de la cascada de acontecimientos», afirma el doctor Avindra Nath, autor principal del estudio.

Estos investigadores han descubierto que los anticuerpos producidos en respuesta a la COVID-19 pueden dirigirse por error a células cruciales para la barrera hematoencefálica. Las células endoteliales, estrechamente empaquetadas, ayudan a formar la barrera hematoencefálica, que impide que las sustancias nocivas lleguen al cerebro y permite el paso de las sustancias necesarias. Los daños en las células endoteliales de los vasos sanguíneos del cerebro pueden provocar la fuga de proteínas de la sangre. Esto provoca hemorragias y coágulos en algunos pacientes con COVID-19 y puede aumentar el riesgo de ictus.

Por primera vez, los investigadores han observado depósitos de inmunocomplejos -moléculas formadas cuando los anticuerpos se unen a antígenos (sustancias extrañas)- en la superficie de las células endoteliales del cerebro de los pacientes con COVID-19. Estos complejos inmunes pueden dañar los tejidos al desencadenar la inflamación.

El estudio se basa en su investigación anterior, que encontró pruebas de daños cerebrales causados por el adelgazamiento y la filtración de los vasos sanguíneos. Sospechaban que el daño podía deberse a la respuesta inflamatoria natural del organismo al virus.

Para profundizar en esta respuesta inmunitaria, el doctor Nath y su equipo examinaron el tejido cerebral de un subconjunto de pacientes del estudio anterior. Los nueve individuos, de edades comprendidas entre los 24 y los 73 años, fueron elegidos porque mostraban signos de daños en los vasos sanguíneos del cerebro según los escáneres cerebrales estructurales. Las muestras se compararon con las de 10 controles.

El equipo analizó la neuroinflamación y las respuestas inmunitarias mediante inmunohistoquímica, una técnica que utiliza anticuerpos para identificar proteínas marcadoras específicas en los tejidos.

Al igual que en su estudio anterior, los investigadores encontraron signos de fugas en los vasos sanguíneos, basándose en la presencia de proteínas sanguíneas que normalmente no cruzan la barrera hematoencefálica. Esto sugiere que las uniones estrechas entre las células endoteliales de la barrera hematoencefálica están dañadas.

Nath y sus colegas encontraron pruebas de que el daño a las células endoteliales se debía probablemente a una respuesta inmunitaria, descubriendo depósitos de complejos inmunitarios en la superficie de las células.

Estas observaciones sugieren un ataque mediado por anticuerpos que activa las células endoteliales. Cuando las células endoteliales se activan, expresan unas proteínas denominadas moléculas de adhesión que hacen que las plaquetas se peguen entre sí. Se encontraron altos niveles de moléculas de adhesión en las células endoteliales de las muestras de tejido cerebral.

«La activación de las células endoteliales hace que las plaquetas se adhieran a las paredes de los vasos sanguíneos, lo que provoca la formación de coágulos y la aparición de fugas. Al mismo tiempo, las uniones herméticas entre las células endoteliales se interrumpen y provocan fugas. Una vez que se produce la fuga, las células inmunitarias, como los macrófagos, pueden acudir a reparar el daño, estableciendo una inflamación. Esto, a su vez, provoca daños en las neuronas», detalla Nath.

Los investigadores descubrieron que en las zonas con daños en las células endoteliales, más de 300 genes mostraban una expresión disminuida, mientras que seis genes estaban aumentados. Estos genes estaban asociados al estrés oxidativo, al daño del ADN y a la desregulación metabólica. Esto puede proporcionar pistas sobre la base molecular de los síntomas neurológicos relacionados con la COVID-19 y ofrecer posibles objetivos terapéuticos.

En conjunto, estos hallazgos permiten comprender la respuesta inmunitaria que daña el cerebro tras la infección por COVID-19. Sin embargo, no está claro a qué antígeno se dirige la respuesta inmunitaria, ya que no se detectó el propio virus en el cerebro. Es posible que los anticuerpos contra la proteína de la espiga del SARS-CoV-2 se unan al receptor ACE2 utilizado por el virus para entrar en las células. Se necesitan más investigaciones para explorar esta hipótesis.

El estudio también puede tener implicaciones para la comprensión y el tratamiento de los síntomas neurológicos a largo plazo tras la COVID-19, que incluyen dolor de cabeza, fatiga, pérdida del gusto y del olfato, problemas de sueño y «niebla cerebral». Si los pacientes del estudio hubieran sobrevivido, los investigadores creen que probablemente habrían desarrollado COVID-19 persistente.

«Es muy posible que esta misma respuesta inmunitaria persista en los pacientes con COVID-19 persistente, lo que provocaría una lesión neuronal. Podría haber una pequeña respuesta inmunitaria indolente que continúa, lo que significa que las terapias inmunomoduladoras podrían ayudar a estos pacientes. Así que estos hallazgos tienen implicaciones terapéuticas muy importantes», remacha Nath.