La dieta rica en fibra puede desempeñar un papel en el control de la inflamación asociada a la COVID-19
El tratamiento in vitro de las células con estas moléculas redujo la expresión de un gen que desempeña un papel clave en la entrada de células virales y de un receptor de citoquinas
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Un estudio realizado en la Universidad de Campinas (UNICAMP), en el estado de São Paulo (Brasil), muestra que los compuestos producidos por la microbiota intestinal (bacterias y otros microorganismos) durante la fermentación de la fibra insoluble procedente de la materia vegetal de la dieta no afectan a la capacidad del nuevo coronavirus SARS-CoV-2 para entrar y replicarse en las células que recubren el intestino. Sin embargo, aunque el tratamiento in vitro de las células con estas moléculas no influyó significativamente en la infección del tejido local, sí redujo la expresión de un gen que desempeña un papel clave en la entrada de las células virales y de un receptor de citoquinas que favorece la inflamación.
Biopsia de tejido de colon infectado por el SARS-CoV-2 y teñido por inmunofluorescencia para la proteína humana ACE2 (rojo) y la proteína viral de la espiga (verde). Los núcleos celulares se tiñen de azul
Institute of Biology and Gastrocenter/FCM-UNICAMP
Un artículo en el que se recogen los resultados se publica en la revista Gut Microbes.
Hasta el 50% de los pacientes con COVID-19 experimentan síntomas gastrointestinales como diarrea, vómitos y dolor abdominal. Estos síntomas se detectan en el 17,6% de los casos graves. Se asocian en parte a la entrada del virus en las células intestinales, lo que provoca alteraciones en sus funciones normales. Además, estudios recientes apuntan a cambios importantes en la microbiota intestinal de los pacientes, incluida una disminución de los niveles de bacterias que secretan ácidos grasos de cadena corta (AGCC) al fermentar la fibra alimentaria. Los AGCC son importantes para la salud del colon y el mantenimiento de la integridad de la barrera intestinal.
Los investigadores decidieron confirmar si los AGCC afectaban directamente a la infección de las células intestinales por el SARS-CoV-2. Estudios anteriores habían sugerido que las alteraciones de la microbiota intestinal y sus productos podían modificar la respuesta inmunitaria de un sujeto infectado.
"En investigaciones anteriores, descubrimos en animales que los compuestos producidos por la microbiota intestinal ayudan a proteger al organismo contra la infección respiratoria. El modelo utilizado allí fue el virus respiratorio sincitial[VRS], que causa bronquiolitis[inflamación de las pequeñas vías respiratorias del pulmón] y que infecta frecuentemente a los niños. Otros grupos de investigación han obtenido resultados similares en estudios de diferentes enfermedades respiratorias", dijo Patrícia Brito Rodrigues, que tiene una beca de doctorado de la FAPESP y es primera autora del artículo junto con la becaria postdoctoral Livia Bitencourt Pascoal. Rodrigues realizó la investigación como parte de su doctorado en el Instituto de Biología (IB) de la UNICAMP con una beca de la FAPESP.
En el último estudio, se infectó tejido de colon sano y células epiteliales con el SARS-CoV-2 en el laboratorio y se sometió a una batería de pruebas.
"La carga viral no se redujo y fue la misma en las células y el tejido tratados con AGCS y en las muestras no tratadas. Sin embargo, las muestras de biopsia intestinal tratadas mostraron una disminución significativa de la expresión del gen DDX58[un receptor del sistema inmunitario innato que detecta los ácidos nucleicos virales y activa una cascada de señalización que da lugar a la producción de citoquinas proinflamatorias] y del receptor del interferón-lambda, que media la actividad antiviral. También hubo una disminución de la expresión de la proteína TMPRSS2, que es importante para la entrada de células virales", dijo Raquel Franco Leal, profesora de la Facultad de Ciencias Médicas (FCM) de la UNICAMP, apoyada por la FAPESP y coinvestigadora principal del estudio con Marco Aurélio Ramirez Vinolo, profesor del IB-UNICAMP, también apoyado por la FAPESP.
Protección contra la inflamación
Los investigadores tomaron muestras de tejido de colon de 11 pacientes sin COVID-19. También analizaron células epiteliales que recubren el intestino y están en estrecho contacto con la microbiota intestinal. Las muestras de tejidos y células se infectaron con SARS-CoV-2 en el Laboratorio de Estudios de Virus Emergentes (LEVE) del IB-UNICAMP, una instalación de nivel de bioseguridad III (BSL-3) dirigida por José Luiz Proença Módena, profesor del IB-UNICAMP y coautor del artículo.
Los tejidos y las células se trataron con una mezcla de acetato, propionato y butirato, compuestos producidos por la metabolización en la microbiota intestinal de los SCFA presentes en la fibra dietética. El tratamiento no alteró la carga viral en las biopsias de colon ni en las células, ni hubo cambios en la permeabilidad e integridad de la pared celular.
"Esto no excluye la posibilidad de una acción significativa de los AGCS sobre la infección por el SARS-CoV-2. Los efectos antivirales podrían depender de la interacción con otras células del organismo", dijo Rodrigues. "Continuaremos nuestra investigación en modelos animales, ya que la acción de estos compuestos sobre la infección podría depender de un sistema más completo que las muestras que utilizamos in vitro[células y tejidos aislados]".
Otras pruebas con muestras de biopsia infectadas no tratadas mostraron un aumento de la expresión del gen DDX58, que codifica un importante receptor viral, y del interferón-beta (IFN-beta), una molécula proinflamatoria que participa en la tormenta de citoquinas asociada a los casos graves de COVID-19.
"Las alteraciones en los genes relacionados con el reconocimiento y la respuesta al virus durante la infección intestinal pueden ser relevantes para el inicio de la cadena inflamatoria", dijo Leal. "En este contexto, será importante profundizar en el análisis de los efectos de los AGCS con estos parámetros, ya que esto podría ser significativo en las fases graves de la enfermedad".
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