El virus de la gripe y su influencia en las células madre de la sangre y la coagulación
La infección respiratoria local con virus de la gripe activa las células madre sanguíneas latentes en la médula ósea
Las infecciones respiratorias inducidas por virus pueden llegar a ser mortales. Un equipo del Instituto Paul-Ehrlich, junto con investigadores de Heidelberg, ha descubierto que la infección por el virus de la gripe limitada a los pulmones también provoca la activación de las células madre de la sangre y el aumento de la formación de plaquetas. Las plaquetas pueden causar trombosis, como se ha demostrado en casos graves de COVID-19. Las sustancias mensajeras interleucina-1 e interleucina-6 participan en la activación. Cell Reports recoge los resultados en su edición online del 4 de octubre de 2022.
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Todos los años se producen brotes de gripe de intensidad variable en los meses de invierno. Están causados por los virus de la gripe. Los casos graves de infección por gripe se asocian a un descarrilamiento del sistema inmunitario, una tormenta de citoquinas con una liberación excesiva de sustancias mensajeras (citoquinas) y daños en las células pulmonares. La infección puede provocar fugas en los vasos sanguíneos y causar trombos. Estas reacciones son similares a los casos graves de COVID-19 causados por el coronavirus SARS-CoV-2. ¿Cuándo se desarrollan los casos graves y qué procesos ocurren cuando esto sucede? Se desconocen muchos detalles.
Las complicaciones de los casos graves de gripe incluyen tanto una reducción como un aumento del número de plaquetas en la sangre, lo que puede asociarse a una mayor probabilidad de trombosis. Investigadores dirigidos por la profesora Ute Modlich, jefa del grupo de investigación "Modificación genética en células madre" del Instituto Paul-Ehrlich, han trabajado en una red de investigación con científicos del Centro Alemán de Investigación del Cáncer (DKFZ) de Heidelberg y de la Universidad de Heidelberg sobre la relación entre una infección por el virus de la gripe (H1N1) y la formación de sangre o plaquetas. Los virus de la gripe H1N1 se encuentran entre los virus de la gripe que circulan anualmente en Alemania.
La infección de los pulmones por los virus de la gripe y su influencia en la formación de sangre
Todas las células sanguíneas y, por tanto, también todas las plaquetas, se renuevan mediante células madre que pueden convertirse en células sanguíneas (células madre hematopoyéticas, HSC). Estas células existen en estado de reposo en la médula ósea. El destino de las HSC está estrictamente regulado entre el reposo, la autorrenovación y la diferenciación para garantizar la hematopoyesis de por vida.
Para investigar la influencia de la infección de la gripe en la formación de la sangre, se infectaron ratones por vía intranasal con el virus de la gripe y posteriormente se investigaron sus células madre sanguíneas en lo que respecta a la diferenciación y la activación del ciclo celular. En los tres primeros días de la infección aguda por gripe, las plaquetas disminuyeron inicialmente (trombocitopenia), pero luego aumentaron rápidamente en la sangre hasta alcanzar niveles superiores a los fisiológicos (trombocitosis). Estas plaquetas producidas rápidamente tenían un aspecto inmaduro (fenotipo) y eran más rápidamente activables (hiperreactivas).
Se encontró un mayor número de células madre sanguíneas en proceso de maduración apenas dos días después de la infección (fase del ciclo celular G1 y S/G2/M). La activación de las células madre sanguíneas se correlacionó positivamente con el título viral pulmonar, es decir, cuanto más virus había atacado los pulmones, más células madre sanguíneas se activaban. Las infecciones con dosis reducidas de gripe retrasaron la activación de las células madre, pero no pudieron evitarla. En la fase de regeneración, las células madre sanguíneas volvieron a la fase de reposo. Esto ocurrió más rápidamente en los ratones vacunados que en los otros grupos.
Células madre sanguíneas con marcadores típicos de los precursores de las plaquetas
Para aclarar la cuestión de cómo pueden producirse plaquetas con tanta rapidez, el equipo de investigación examinó más de cerca el fenotipo de las células madre sanguíneas activadas y descubrió que un subconjunto de las células madre sanguíneas ya portaba marcadores típicos de las células precursoras de las plaquetas (megacariocitos). Las células madre sanguíneas con este fenotipo de superficie se diferencian directamente en megacariocitos y producen plaquetas. Se saltan varias etapas anteriores. El grupo de investigación demostró, mediante el rastreo de linaje in vitro y trasplantes de médula ósea, que este grupo de células madre sanguíneas se multiplica rápidamente en la médula ósea tras la infección por gripe. Estas plaquetas recién producidas son más grandes y de aspecto más inmaduro que las plaquetas ordinarias y tienden a activarse más rápidamente, lo que puede provocar un mayor riesgo de formación de coágulos en los pulmones.
De hecho, el proceso de diferenciación rápida de los megacariocitos ya se ha descrito como megacariopoyesis de emergencia, que se produce en respuesta a inflamaciones o infecciones sistémicas. Sin embargo, hasta ahora no se ha sospechado ninguna relación con las enfermedades respiratorias virales locales. Aunque la infección por el virus de la gripe en ratones se limitó al tracto respiratorio, se hallaron mayores niveles de las citocinas interleucina-1 (IL-1) e interleucina-6 (IL-6) en la médula ósea de los ratones infectados. Utilizando dos grupos de ratones knockout, uno con el receptor de la IL-1 desactivado y otro con el receptor de la IL-6 desactivado, el grupo de investigación demostró que estas citocinas contribuyen de forma decisiva a la activación de las células madre sanguíneas y a la megacariopoyesis de emergencia en las infecciones de gripe.
Los datos actuales muestran que incluso una infección viral local (no sistémica) puede provocar cambios en la formación de sangre en la médula ósea. Las plaquetas que se forman en este proceso pueden dar lugar a un mayor riesgo de coágulos sanguíneos, en particular en los pulmones, en el estado hiperreactivo. Esto puede tener una influencia significativa en los casos reales de gripe.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Rommel MGE, Walz L, Fotopoulou F, Kohlscheen S, Schenk F, Miskey C, Botezatu L, Krebs Y, Voelker IM, Wittwer K, Holland-Zet T, Ivics Z, von Messling V, Essers MAG, Milsom MD, Pfaller CK, Modlich U (2022): Influenza A Virus Infection Instructs Hematopoiesis to Megakaryocyte-lineage Output; Cell Rep Oct 4 [Epub ahead of print].
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