Assaig amb molècules per frenar les reaccions immunitàries adverses en pacients greus de covid-19

«La nostra hipòtesi és que si inhibim l'inflamosoma, impedirem l'activació de tota la cascada de reaccions inflamatòries, inclosa la tempesta de citoquines, induïdes pel virus», explica Thomson. «Estem utilitzant la nostra plataforma per identificar fàrmacs que puguin impedir la formació i activació de l'inflamasoma. Un cop identificats, aquests fàrmacs s'estan assajant en cultius cel·lulars amb macròfags, amb la finalitat de demostrar que no sols inhibeixen la formació de l'inflamasoma, sinó també l'alliberament de citoquines pro-inflamatòries per macròfags», afegeix.

«Ja hem trobat diversos fàrmacs i compostos naturals que poden frenar aquest procés i esperem corroborar aviat els nostres resultats preliminars», relata Thomson. Ara s'estan experimentant aquests possibles inhibidors al Centre Nacional de Biotecnologia (CNB) del CSIC, on disposen de laboratoris amb nivell 3 de seguretat biològica (BSL3, pel seu acrònim en anglès), en els quals es pot experimentar amb el virus actiu.

A més de poder visualitzar directament la resposta cel·lular pro-inflamatòria en la infecció per SARS-CoV-2 i la seva inhibició per fàrmacs, el projecte compta amb l'avantatge que totes les molècules que estan provant són fàrmacs i compostos prèviament coneguts, que ja van superar al seu dia els assajos de toxicitat, ja que es fan servir per a altres indicacions clíniques. Això agilitzaria els procediments necessaris per a proposar, en el seu moment, l'ús en pacients amb covid-19.

La plataforma cel·lular creada per l'equip de Thomson està basada en cèl·lules epitelials, per exemple, de pulmó i cèl·lules intestinals, modificades genèticament amb balises fluorescents que permeten detectar mitjançant microscòpia la formació de l'inflamasoma quan les cèl·lules són infectades pel SARS-CoV-2 . «L'inflamosoma és una estructura física de la cèl·lula», explica aquest investigador, «que s'acobla en resposta a senyals de dany o perill». Està integrat per diverses proteïnes i forma part de la resposta de la immunitat innata, la primera línia de defensa de l'organisme enfront d'agents patògens.

Amb la plataforma cel·lular, es pot visualitzar en temps real si diferents fàrmacs impedeixen la formació de l'nflamasoma en les cèl·lules infectades pel virus: si l'acoblament de l'inflamasoma -visible per fluorescència- s'inhibeix, és que el fàrmac és efectiu sobre la resposta pro-inflamatoria. Aconseguir la inhibició de l'inflamasoma podria ser clau per frenar la reacció exacerbada del sistema immunitari, que pot acabar atacant al propi organisme.

La formació de l'inflamosoma condueix a la tempesta de citoquines. Un cop format, l'inflamosoma atreu i activa la caspasa-1, un enzim que activa al seu torn les citoquines inflamatòries interleuquina 1β (IL-1β), en macròfags, i interleuquina-18 (IL-18), en cèl·lules epitelials. Al mateix temps, la caspasa-1 activa una altra proteïna, anomenada gasdermina-D, que es trenca i s'insereix en la membrana cel·lular, on forma porus a través a dels quals es perd potassi, de manera que la cèl·lula finalment es trenca i mor. Aquest procés es coneix com piroptosi.

El trencament de cèl·lules epitelials per piroptosi, causada per l'activació de l'inflamasoma a causa de la infecció per SARS-CoV-2, allibera IL-18 al medi extracel·lular. Aquesta citoquina, a l'igual que IL-1β, quan s'uneix als seus respectius receptors en macròfags, fa que aquests últims produeixin i secretin múltiples citoquines pro-inflamatòries, com IL-6, IL-2, IL-8 o TNF-α. Aquest excessiu i ràpid alliberament de citoquines constitueix l'anomenada tempesta de citoquines, que s'observa en covid-19 greu i en altres condicions, principalment com a efecte advers d'immunoteràpies cel·lulars anti-neoplàsiques. Diverses d'aquestes citoquines atreuen altres cèl·lules immunes, com els neutròfils, que poden causar significatius danys en els teixits en els quals s'acumulen.