Aceptadas de forma general las evidencias científicas de la mayor capacidad de difusión y de la evasión de la inmunidad natural y vacunal de la variante ómicron (B.1.1.529 BA.1), uno de los puntos del debate actual -en el mundo científico, en los medios de comunicación y en la opinión pública y publicada en las redes sociales- se centra en su presunta menor infectividad, virulencia o patogenicidad (gravedad de la infección).
El asunto de la afectación pulmonar por coronavirus, cuyo paradigma clínico es la neumonía (Figura 1) es de primordial importancia epidemiológica, clínica, social y económica. La afectación respiratoria grave ha sido y es todavía el principal factor de riesgo de ingreso hospitalario, de estancias en UCI y de fallecimientos.
Resaltamos el compromiso pulmonar porque en esta entrega se analiza la patogenicidad respiratoria, aun a sabiendas de que la enfermedad Covid-19, como es conocida hasta hoy y producida por el coronavirus pandémico original (SARS-CoV-2 o Wuhan-Hu-1) y sus numerosas variantes (de alfa a ómicron, hasta ahora), es una infección sistémica.
Debido a este carácter multiorgánico, la infección inicial que ha campado por sus respetos durante los dos años de pandemia no ha respetado órganos, aparatos o sistemas en su fase aguda. Por otra parte, superada esta fase (cuando hubo manifestaciones clínicas), la infección ha mostrado capacidad de prolongarse en el tiempo (Covid de larga duración) en el 10-30% de los infectados, provocando daños físicos, funcionales, psicológicos y analíticos cuya patogenia todavía ha de ser aclarada.
Con la irrupción dramática de ómicron en el escenario epidemiológico y clínico, debido al número de infectados y a la velocidad exponencial del contagio, la pregunta es si seguirá siendo así en el futuro. Al decir futuro nos referimos al corto-medio plazo de la etapa post-ómicron. Naturalmente, suponiendo que no aparecerá ninguna variante nueva de comportamiento patogénico desconocido (poco probable, pero posible).
De momento, seguimos en el presente. Centrar el foco de atención en el aparato respiratorio es muy importante porque puede ayudar a entender la menor frecuencia actual de cuadros respiratorios graves con ómicron, sobre todo de neumonías. El publicitado hallazgo experimental de un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina de Hong Kong sobre la diferencia de comportamiento de ómicron en bronquios y en tejido pulmonar ex vivo es un antecedente de gran interés epidemiológico y patogénico.
Parecen existir razones para comprender la mayor difusión respiratoria de la infección. Unas están ligadas al propio virus (el tropismo respiratorio, la entrada celular) y otras se asocian al ser humano (aglomeraciones de personas, mascarillas ausentes o mal ajustadas, mala o nula ventilación de los recintos, carencia o protocolos incompletos del programa de vacunaciones). Los aerosoles que vehiculan el virus proceden del árbol respiratorio y se diseminan a distancia por el habla, el canto, el estornudo y la tos, pudiendo permanecer horas en el ambiente.
Un artículo reciente, aún preprint, firmado por un prestigioso consorcio multinacional de investigadores (Reino Unido, Japón, India, Ecuador y Sudáfrica) y liderado por Ravindra K. Gupta, puede servir para escudriñar este interesante asunto. En primer lugar, Bo Meng et al, los autores de la publicación, analizan un asunto que los lectores de Biotech Magazine & News conocen bien: la variante ómicron muestra una gran capacidad de escape inmune que le permite eludir la acción neutralizante de los anticuerpos naturales (infección) y los artificiales (vacunas).
La evasión inmune de ‘ómicron’ es un hecho contrastado
Los autores utilizan dos dosis de vacuna Astra/Zeneca (adenovirus), la más usada en el Reino Unido, o de Pfizer (mRNA) y una tercera de refuerzo, en ambos casos, con mRNA. Como era de esperar y ya se sabía, las vacunas fracasan en la pauta de dos dosis (más con Astra/Zeneca que Pfizer): con la primera no hay neutralización frente a ómicron y con la segunda los títulos neutralizantes son más de 10 veces menores que contra la variante delta.
Esto es de trascendencia de cara a muchos países no desarrollados donde la vacuna Astra/Zeneca tiene muy amplia difusión y, además, no es la norma disponer de la tercera dosis de mRNA. Lo mismo cabe decir para Coronavac. Sin duda, la mejor opción es aplicar tres dosis de vacuna, a pesar de que, aun con ella, la capacidad de neutralización puede disminuir con el tiempo.
Frente a tan precaria o baja respuesta humoral, se debe resaltar que cada vez hay más estudios demostrativos del buen comportamiento de la inmunidad celular (preservada en el 70-80%) mediada por los linfocitos T, las células clave de la inmunidad adquirida que responden pronto y bien a los nuevos estímulos antigénicos (infecciosos o vacunales) y que perduran mucho más tiempo que los efímeros anticuerpos neutralizantes (un fenómeno, por otra parte, natural). A esta altura de la historia, la inmunidad celular desempeña un papel trascendente en el giro de la situación epidemiológica.
En cuanto al actual tratamiento farmacológico disponible, en la experiencia de Bo Meng y colaboradores el virus activo ómicron responde bien a los inhibidores de la polimerasa remdesivir y molnupiravir, aunque fracasan los anticuerpos monoclonales combinados.
‘Ómicron’ podría ser menos patógena que la cepa nativa y que las otras variantes
Respecto a la patogenicidad pulmonar, en su análisis del perfil de mutaciones de la variante, su distribución y el impacto producido, Bo Meng et al encuentran cambios genómicos que traducen un cierto impacto en la unión de la variante ómicron al receptor ACE2. Analizan la infectividad de ómicron comparándola con la cepa Wuhan-Hu-1 (portando la mutación D614G) y con la variante delta, la más patogénica y dominante hasta ahora.
La entrada de ómicron en las células es cuatro veces menor que la mostrada por la cepa Wuhan y por delta. Por otra parte, la escisión de la espiga de ómicron fue también menor. Mediante pseudovirus (PV) infectan organoides primarios de células respiratorias inferiores y células pulmonares Calu-3. Calu-3 es una célula pulmonar humana inmortalizada que expresa endógenamente en alta cantidad el receptor ACE2 y el correceptor TMPRSS2, necesarios ambos para la unión del virus a la membrana celular y, tras la escisión de la espiga, penetrar en la célula hospedadora. La infección por SARS-CoV-2 en los organoides respiratorios y en las células pulmonares de tipo Calu-3 se vio afectada por ómicron en relación con delta y Wuhan-D614G. Al estudiar un tipo de células epiteliales de pulmón encuentran una eficiencia de entrada similar para delta y ómicron. Pero cuando infectaron células Calu-3 con el virus real ómicron hubo más de 10 veces ARN viral en los sobrenadantes a las 24 y 48 horas.
Las células respiratorias pulmonares expresan más correceptor TMPRSS2 que las células del aparato respiratorio superior
El correceptor de membrana TMPRSS2 es una serina proteasa que mejora la infectividad de los viriones libres de células, tiene capacidad de procesar la proteína espicular S y el receptor ACE2 y aumenta la formación de sincitios celulares al acelerar el proceso de fusión del virus a la membrana de la célula; por otra parte, TMPRSS2 tiene un efecto antiviral al inhibir las proteínas transmembrana inducidas por interferón (Figura 2). TMPRSS2 es abundante en las células alveolares tipo 1 y 2 del pulmón.
El análisis de la expresión del receptor ACE2 y del correceptor TMPRSS2 en líneas celulares epiteliales de cáncer de pulmón no-microcítico H1299 y en las células Calu-3 mostró una mayor expresión de ambos en las células Calu-3 que en las H1299. Por otra parte, al transducir células 293T con sobreexpresión de ACE2 y TMPRSS2 (A2T2), o solo el ACE2 sin TMPRSS2 (A2ΔT2), se observó una mayor infectividad de la cepa Wuhan-Hu-1 y de la variante delta en presencia de TMPRSS2. Esto sugiere que el correceptor TMPRSS2 también es necesario para la entrada óptima del virus. No se observaron diferencias con respecto a ómicron pseudoviral (PV) lo que indica que la espiga de ómicron ha perdido su ventaja en la utilización de TMPRSS2 para entrar en las células.
La comparación de las células epiteliales alveolares y las células de las vías respiratorias superiores reveló una mayor expresión de TMPRSS2 en los neumocitos alveolares AT1 y AT2, siendo menor en la tráquea (vía aérea superior). La expresión del receptor ACE2 también fue mayor en las células AT1 y AT2 (neumocitos) en comparación con otros tipos celulares.
Menor formación de sincitios, menor patogenicidad
El estudio con plásmidos portadores de la espiga en células 293T permite ver la formación de sincitios (la fusión de células, figura 2), un fenómeno que implica patogenicidad pulmonar. El análisis de la fusión por Bo Meng et al. mostró que la variante delta produce más sincitios que la cepa Wuhan-Hu-1; sin embargo, la formación de sincitios por ómicron fue muy precaria (Figuras 3A).
El hecho es sorprendente porque sucede a pesar de que ómicron es portadora de la mutación P681H del sitio polibásico de escisión situado entre S1 y S2. Recordamos que P681H es una mutación también presente en las variantes alfa y delta caracterizada por favorecer la escisión necesaria para la entrada del virus en la célula.
La importancia de las fosas nasales para ‘ómicron’
Las fosas nasales figuran en la breve pero intensa historia de la pandemia por Covid-19 desde el inicio del desastre:
- Desde el punto de vista epidemiológico y clínico, son el punto de entrada (infección), replicación (enfermedad) y salida del virus (contagio a terceros) desde el comienzo pandémico y fueron el origen de una de las manifestaciones más precoces, definitorias y sorprendentes (anosmia) del espectro clínico.
- Desde el punto de vista diagnóstico, las fosas nasales son el sitio de preferencia a la hora de la toma de muestras con hisopos para detectar el ARN del virus (PCR) o la proteína N (pruebas antigénicas rápidas). Aunque un trabajo reciente (preprint) demuestra un mejor rendimiento de la saliva (100%) que el hisopo nasal (86%) a la hora de detectar ómicron por PCR contrario a lo que ocurre con delta (71% saliva, 100% nasal).
- Y desde la patogenia también tiene mucho interés, no solo por ser el lugar de comienzo de la replicación y difusión sistémica de la infección, sino por su importancia en cuanto al cambio evolutivo espectacular de la pandemia y, probablemente, del futuro. Ómicron ha elevado el interés de las fosas nasales a lo más alto del debate científico, con enorme repercusión epidemiológica, sanitaria y social (mascarillas válidas y ajustadas).
Thomas P. Peacock et al, del Imperial College de Londres, acaban de difundir on-line un estudio muy elegante e ilustrativo en el que demuestran lo siguiente:
- Ómicron se multiplica con mayor facilidad en las células epiteliales nasales humanas, con títulos virales en torno a 100 veces mayor que la variante delta a las 24 horas de la infección. A las 48-72 horas los títulos son semejantes, pero a las 72 horas hay menos genes E de ómicron en los pocillos del cultivo celular, lo que demuestra la producción de una ciliostasis completa (muerte celular) por ómicron mientras las células sobreviven a delta (Figura 4).
- Ómicron supera a delta en los cultivos de las células respiratorias nasales.
- Continúa usando el receptor ACE2 para entrar en la célula, con mayor potencia que alfa y delta; esto se explica por la combinación de las mutaciones N501Y y Q498R presentes en ómicron.
- Ómicron muestra un rango zoonótico más amplio de unión al receptor ACE2 en hospedadores del mundo animal (más de 20). Esto tiene un enorme interés de cara al futuro de posibles nuevas pandemias y a las zoonosis reversas (humano-animal-humano).
- Ómicron tiene menor capacidad fusogénica o de formar sincitios, es decir, menor patogenicidad, a pesar de disponer de la mutación P681R que favorece la escisión de la espiga, además de otras dos mutaciones (N679K y P681H) que actúan de modo similar.
- Utiliza con mucha eficiencia la vía endosómica de entrada en las células, una ruta eludida por otras variantes anteriores porque es restringida por algunas proteínas transmembrana de la inmunidad innata (familia interferón). Las variantes D614G, alfa y delta aumentan la entrada en la célula entre 25-250 veces más a través del correceptor TMPRSS2, en tanto que ómicron solo lo hace 10 veces.
Nota: Casi coetáneo a este artículo, se ha publicado otro interesante estudio (preprint) por un grupo de Finlandia encabezado por Anna R. Mäkelä, que, en lugar de estudiar la patogenia de la infección, los autores comunican un resultado excelente en la prevención de la infección coronavírica (incluida ómicron) en un modelo murino mediante un nanocuerpo trimérico (TriSb92) que, en dosis pequeñas y administrado por vía intranasal, actúa a nivel del RBD cuya conformación modifica y así impide la entrada celular del SARS-CoV-2.
Un estudio en ratones
Un estudio en ratones transgénicos ha sido publicado (también preprint) por Eleanor G. Bentley y colaboradores, un grupo del Reino Unido, Suiza, China, Singapur y Estados Unidos. Los investigadores ensayan con ratones (tres grupos de seis animales por grupo) con el receptor ACE2 humano (K18-hACE) que les permite simular la infección respiratoria humana. Mediante inoculación nasal, infectan a los ratones de cada grupo con un virus del linaje Pango B, de la variante delta y de la variante ómicron.
Tras el seguimiento diario, sacrifican los ratones al sexto día y demuestran que los inoculados con ómicron recuperaron el peso al sexto día, mientras que los infectados con Pango B y con delta no recuperaron el peso perdido (20%). Por otra parte, los infectados con ómicron tenían una carga vírica 100 veces menor en las muestras respiratorias altas y bajas (pulmón). Finalmente, el estudio histológico de los pulmones murinos (Figura 5) demostró un mayor grado de infiltración linfocitaria intersticial y mayor área de condensación neumónica en la infección por Pango B y delta; la infección ómicron apenas provocó inflamación y, cuando hubo neumonía, el área pulmonar afecta fue notablemente menor.
Los autores concluyen diciendo que las consecuencias clínicas de la infección con la variante ómicron pueden ser menos graves, a la vez que advierten de la carga sanitaria que puede suponer una mayor transmisibilidad.
El perfil actual de ómicron
Una vez más se demuestra la gran capacidad de evasión inmune de la variante ómicron comparada con la cepa de Wuhan (con D614G) y con la hasta noviembre de 2021 más aparatosa de las variantes de preocupación (delta). No hay duda de la pobre respuesta humoral con solo dos dosis (peor con Astra/Zeneca) y de la ventaja de la tercera dosis de vacuna, aunque pueda ser de efímera duración.
También parece demostrado que existe una adecuada eficacia clínica de los medicamentos remdesevir y molnupiravir y que es muy pobre el efecto terapéutico de los anticuerpos monoclonales únicos o combinados.
Aunque las células del tracto respiratorio inferior (neumocitos) tienen una mayor expresión del correceptor TMPRSS2 que las de las vías respiratorias altas, la variante ómicron penetra menos por la menor eficacia de la escisión. Este interesante dato se potencia con el hecho del mayor tropismo de ómicron por las células respiratorias nasales. Ambos hechos justifican el menor protagonismo clínico de las neumonías y el aumento espectacular de los catarros nasales y de los cuadros respiratorios altos.
Finalmente, ómicron exhibe una menor capacidad de formar sincitios comparada con la cepa Wuhan-Hu-1 y con la delta. Este hecho apoya la idea cada vez más aceptada de que la variante ómicron, tan expansiva e inmuno-evasora, puede ser menos patogénica a nivel pulmonar.
Se puede decir que el perfil de la variante ómicron es, hasta hoy, el de un betacoronavirus de tropismo respiratorio alto que se difunde mucho mejor que sus especies parientes del mismo género y que las variantes de la especie nativa SARS-CoV-2 de Wuhan (mayor capacidad de contagio), elude más la inmunidad natural (posibilidad de reinfección en infectados) y vacunal (infecciones de brecha en vacunados) y, lo más importante para el hospedador humano, ómicron parece provocar menos daño pulmonar (menor patogenicidad), como sugieren los trabajos comentados.
Lo que se ve y verá reflejado en menos neumonías, menos ingresos, menos estancias en UCI y menos fallecidos. A esto hay que añadir la importancia incuestionable de la infección natural de carácter explosivo y la vacunación cada vez más masiva.
¿Será el principio del fin de las formas respiratorias graves masivas de Covid-19? ¿Logrará ómicron el establecimiento definitivo de una forma de infección respiratoria alta, tal vez de carácter estacional/endémico? El tiempo y la ciencia darán las respuestas.
Mientras, no se debe olvidar el hecho cierto de que Covid-19, cualquiera que sea la variante implicada, es una infección sistémica y ómicron todavía es una incógnita que se empieza a desvelar. Aunque haya debutado con un perfil muy contagioso y tal vez menos grave, conoceremos su verdadera cara y comportamiento clínico en el futuro próximo.
Hasta entonces, dependemos de la vacunación masiva y ajustada en dosis y pautas y, en determinados escenarios de riesgo, de aplicar las eficaces medidas de prevención no farmacológicas dirigidas a evitar los aerosoles.
