Los diabéticos, especialmente entre el 20 y el 40% con enfermedad renal diabética, se encuentran entre los colectivos con mayor riesgo de complicaciones graves y muerte por infección del SARS-CoV-2, que origina la enfermedad Covid-19.
Un nuevo estudio de expresión génica, que utiliza el aprendizaje automático, examinó el interior de las células renales de pacientes con Covid-19 y otros con enfermedad renal diabética. El descubrimiento, publicado en Kidney International, fue sorprendente: se activaron procesos moleculares similares en ambos grupos de pacientes, revelando posibles vías de vulnerabilidad viral.
Las conclusiones de este estudio de investigadores de las universidades estadounidenses de Princeton y Michigan sugieren que la diabetes puede predisponer a los pacientes a la infección por el nuevo coronavirus y, por tanto, a la Covid-19 más grave, al estimular los procesos biológicos utilizados por el virus para infectar y replicarse.
El mismo estudio encontró que los medicamentos que se usan comúnmente para tratar la hipertensión y la enfermedad renal diabética probablemente no aumentan el riesgo de infección por el nuevo coronavirus, a pesar de las preocupaciones iniciales sobre las interacciones de los fármacos con las vías de entrada del virus en el organismo.
“Nuestra hipótesis es que la diabetes prepara estas células renales de alguna manera que las hace especialmente vulnerables a Covid-19”, explica Aaron Wong, uno de los miembros de este equipo y líder del proyecto en el Flatiron Institute’s Center for Computational Biology (CCB), en Nueva York.
Covid-19 en diabéticos
En opinión de Wong, estos hallazgos ayudarán a orientar las estrategias para reducir el riesgo de Covid-19 en diabéticos.
El SARS-CoV-2 es más conocido por atacar las células del sistema respiratorio. Sin embargo, este coronavirus también puede invadir células de órganos como el corazón y los riñones. Se infiltra en las células al adherirse a la proteína ACE2 (acrónimo de enzima convertidora de angiotensina 2).
Este transporte viral generó la hipótesis de que las células que producen gran cantidad de ACE2 son más vulnerables a las infecciones. Los investigadores se propusieron encontrar qué células renales tenían niveles elevados de ACE2 y qué las hacía más vulnerables en pacientes diabéticos con enfermedad renal.
Comenzaron su estudio midiendo los niveles de ACE2 y la expresión génica en células tomadas de biopsias de donantes de riñón sanos y de pacientes con enfermedad renal diabética. Las biopsias de riñón no eran una opción para los pacientes con Covid-19, por lo que analizaron las células renales en muestras de orina de pacientes con coronavirus y daño renal.
Estos últimos proporcionaron a los científicos una apariencia única dentro del órgano sin procedimientos invasivos. Al analizar las muestras, encontraron expresión de ACE2 principalmente en las células epiteliales del túbulo proximal. Estas células juegan un papel importante en la reabsorción de sustancias como agua, sal, glucosa y aminoácidos por los riñones.
Únicamente alrededor de una quinta parte de las células epiteliales del túbulo proximal tenían ACE2 detectable y, por tanto, eran vulnerables a la infección. Entonces, ¿qué hizo que esas células fueran tan vulnerables a Covid-19 en pacientes diabéticos con enfermedad renal?
Células de diabéticos más vulnerables al coronavirus
Para averiguarlo, este equipo mixto de las universidades de Princeton y Michigan analizó cuáles eran los procesos biológicos que aumentan en las células que expresan ACE2. Para identificar estas vías en la vasta complejidad de los circuitos celulares, utilizaron el sistema HumanBase.io desarrollado por el grupo de la profesora Olga Troyanskaya, subdirectora de genómica del CCB y directora del estudio.
HumanBase utiliza el aprendizaje automático para identificar conexiones biológicas entre genes y señalar grupos de genes relacionados funcionalmente (llamados módulos) en el contexto de tejidos, tipos de células y enfermedades específicos.
Así, con esta avanzada herramienta, estos científicos identificaron varios módulos relacionados con la producción de ACE2 en pacientes de Covid-19. Esos módulos se asociaron con procesos relacionados con la reacción de una célula a la invasión viral, la activación de respuestas inmunes y la replicación viral.
Sorprendentemente, esos mismos módulos también estaban presentes en pacientes con enfermedad renal diabética. Las células de los pacientes renales diabéticos se parecían mucho a las células de los pacientes con Covid-19 -señalan las conclusiones del estudio- con muchos genes regulados al alza que responden a los virus o están activados por ellos.
En opinión de estos científicos, las consecuencias son dobles: la enfermedad renal diabética podría hacer que las células sean más vulnerables al coronavirus, y esta disfunción y Covid-19 pueden agravar los efectos mutuos, lo que podría desencadenar una respuesta inmunitaria grave que cause daño renal.
No se debe abandonar la medicación
También encontraron que los niveles de ACE2 no se vieron afectados por medicamentos conocidos como los inhibidores del sistema renina-angiotensina-aldosterona, que se usan comúnmente para tratar la hipertensión y la enfermedad renal diabética.
Estos fármacos modulan la ACE o inhiben la vía utilizada por la proteína. “Al comienzo de la pandemia, hubo un vaivén sobre si los pacientes deberían dejar de tomar estos moduladores de la vía ACE porque podrían aumentar el riesgo de infección”, subraya Chandra Theesfeld, de la Universidad de Princeton y miembro de este equipo.
“Ahora, algunos estudios, incluido el nuestro, demuestran que deben seguir tomando sus medicamentos”, puntualiza. A pesar del éxito de este trabajo, sus autores reconocen que analizaron la expresión genética en células renales de pacientes con diabetes o con Covid-19, pero no ambos. Así, hacen hincapié en que es necesaria más investigación para, entre otras cosas, confirmar cómo se comportan las dos enfermedades juntas.
El siguiente paso sería observar los tejidos renales afectados tanto por la enfermedad renal diabética como por Covid-19. Este estudio podría ayudar a identificar si las terapias específicas son capaces de reducir la susceptibilidad y la progresión de Covid-19 en pacientes con enfermedad renal diabética.
