COVID-19 + diabetes tipo 1: una nueva investigación explora las posibles conexiones

La cobertura de las Sesiones Científicas de la Asociación Americana de la Diabetes (ADA por sus siglas en inglés) está a cargo de ADA x BT1 Collab.

Entre los ponentes de esta sesión, “COVID-19 y diabetes”, se encontraban: Shuibing Chen, doctor en medicina (Facultad de Medicina Weill Cornell) y el cofundador de Oncobeat Inc. W. James Melvin, doctor en medicina (Universidad de Michigan), y James Lo, MD, doctor en medicina, (Weill Cornell).

En este artículo, nos centramos en la investigación presentada por Chen.

Desde 2019, los científicos y las comunidades han estado aprendiendo más sobre el impacto de COVID-19 en el cuerpo humano. En estos dos últimos años, se ha debatido ampliamente sobre su correlación con las enfermedades autoinmunes, como la diabetes de tipo 1.

En una presentación realizada en las 82ª Sesiones Científicas de la Asociación Americana de Diabetes (ADA), un grupo de destacados investigadores mostró sus conclusiones sobre el impacto del COVID-19 en las personas con diabetes y sobre si contraerlo supone un riesgo de desarrollar diabetes.

¿PRESENTA EL COVID-19 UN RIESGO DE DESARROLLAR DIABETES DE TIPO 1?

En la primera mitad de esta sesión, la doctora Shuibing Chen presentó la investigación realizada por ella y su equipo sobre “El SARS-CoV-2 y los islotes humanos”.

Chen está especializado en la comprensión de las células beta, especialmente en el contexto del SARS-CoV-2 (comúnmente conocido como COVID-19).

Dado que la COVID-19 es una enfermedad multiorgánica, se utilizan diferentes modelos de organoides humanos para responder a varias preguntas relacionadas con la COVID-19, como por ejemplo:

• Permisividad: ¿Qué órganos y tejidos pueden verse afectados por COVID-19?
• Respuesta del huésped (cómo responde su cuerpo): ¿Cómo responden los órganos y tejidos afectados por COVID-19?
• Daño al huésped mediado por el sistema inmunitario (cómo su cuerpo se ataca a sí mismo): La infección por COVID-19 es sólo una parte de la historia. Los modelos que Chen y su equipo establecieron analizan cómo las células inmunitarias contribuyen al daño del huésped.
• Cribado de fármacos: Chen explicó que la ventaja de los proponentes humanos es que son un recurso limitado para derivar los tipos de células que interesan a los investigadores, que pueden utilizar para adaptarlos a una plataforma de cribado de fármacos que puede buscar pequeños marcadores que puedan bloquear la infección, proteger las células y bloquear la respuesta inmunitaria.

PERMISIVIDAD: MÚLTIPLES ÓRGANOS AFECTADOS POR COVID-19

El resumen de un estudio destacado en la sección “permisividad” de esta presentación ilustra lo siguiente:

• COVID-19 afecta a los pulmones y a otros sistemas orgánicos, como el intestino, el hígado, el corazón y el páncreas.
• Un “virus de pseudoentrada” infecta las células endocrinas pancreáticas y otras células, neuronas y organoides.
• “Estudios clínicos recientes muestran una fuerte asociación entre el COVID-19 y la diabetes… las células beta pancreáticas humanas y los organoides de hígado son altamente permisivos (muy afectados por) a la infección del SARS-CoV-2”.

Chen explicó que la elevada actividad de la luciferasa sugiere que la célula puede estar infectada, y aún se discute en el campo si el SARS-CoV-2 puede detectarse en una autopsia de corazón. (Este fue el último experimento que Chen y su equipo realizaron antes de que la ciudad de Nueva York cerrara por la pandemia de COVID-19).

Este estudio demostró que las células beta podían infectarse in vivo, pero otro estudio también apoyó los resultados de Chen y demostró que la infección también puede verse in vitro.

Tras el cierre y el descubrimiento de que las células de los islotes humanos podían infectarse, Chen y sus colegas, Xuming Tang y Dongxiang Xue, realizaron un estudio más exhaustivo centrado en el mecanismo de impacto de COVID-19 en las células beta pancreáticas. Este estudio comprobó la existencia de otros factores de entrada de COVID-19 en los islotes humanos. Descubrieron que los genes NRP1, FURIN y CTSL se expresaban en gran medida en las células beta infectadas por COVID-19, lo que conducía a una menor expresión de insulina. Puedes ver cómo se ve esto aquí.

Cuando se inyectó intencionadamente el SARS-CoV-2 (in vitro) en células de islotes humanos como parte de este estudio, se detectaron múltiples grupos de SARS-CoV-2 en una población de células beta. Algunos otros grupos de células también estaban infectados. Una muestra de autopsia pancreática de un paciente con COVID-19 mostró que algunas células positivas para la insulina estaban infectadas con SARS-CoV-2.

RESPUESTA DEL HUÉSPED: ¿CÓMO RESPONDE EL CUERPO HUMANO?

En cuanto a la respuesta del huésped (cómo responde el cuerpo humano al COVID-19), lo primero que se comprobó fue la expresión del gen de la insulina en las células beta, es decir, en qué medida se expresaba el gen de la insulina en las células beta cuando había una infección por SARS-CoV-2. Chen y su equipo descubrieron una disminución de la expresión de insulina en las poblaciones de células beta de los pacientes infectados por el SARS-CoV-2.

Lo siguiente que Chen y su equipo querían saber era la trayectoria de las células beta. Intentaron determinar cuándo se producía la disminución de la expresión de la insulina en los pacientes infectados por el SARS-CoV-2. A través de esto, también descubrieron un aumento del glucagón.

Este gráfico resume el mecanismo por el que el SARS-CoV-2 hace que las células beta cambien (se transdiferencien), provocando una disminución de la expresión de insulina y un aumento de la expresión de glucagón.

Fuente de la imagen: Cell Metab. 2021 Aug 3; 33(8): 1577-1591.e7. doi: 10.1016/j.cmet.2021.05.015

Chen explicó que solo pudieron confirmar una parte del fenotipo en las muestras de COVID-19 de la autopsia: no pudieron establecer la presencia de glucagón.

Aunque estos hallazgos muestran una conexión entre la función de las células beta y el SARS-CoV-2, todavía no hay respuestas definitivas sobre si COVID-19 causa directamente la diabetes. Las últimas actualizaciones sobre el impacto de COVID-19 en el desarrollo de la diabetes pueden encontrarse y deben consultarse aquí.

Nota del editor: El resto de la información que aparece en la parte de la presentación de Chen no puede publicarse porque actualmente no está formalmente  publicada. Cuando esté disponible, Beyond Type 1 publicará un artículo de seguimiento. Accede al artículo de investigación completo sobre “Human organoid models to study SARS-CoV-2 infection” aquí.