Células madre mesenquimales, ¿útiles para la COVID-19?

Publicado: 15/07/20 15:35 Categorías: Biología molecular

Desde su detección a finales de 2019, la COVID-19 ha copado toda nuestra atención. Se trata de una enfermedad provocada por el virus SARS-CoV-2, un coronavirus de RNA monocatenario positivo, perteneciente al género Betacoronavirus. 

 

Pese a los grandes esfuerzos que se están llevando a cabo, todavía no se conoce ningún tratamiento efectivo para la enfermedad. El pasado mes de junio, la Agencia Europea del Medicamento (EMA) decidió dar su visto bueno a la aprobación condicional del remdesivir, un profármaco perteneciente a los análogos de los nucleótidos; inicialmente diseñado para el ébola, este medicamento ha demostrado inhibir eficazmente una de las enzimas clave del SARS-CoV-2 contribuyendo, de esta forma, a su eliminación.  

 

Sin embargo, el uso de este medicamento es aún algo controvertido y, sobre todo, no específico, por lo que la búsqueda de otros tratamientos y, ante todo, de potenciales candidatos vacunales, sigue siendo fundamental en la lucha contra esta enfermedad. Por el momento, el foco debe ponerse en la prevención, evitando las aglomeraciones, manteniendo la distancia social y haciendo uso de la mascarilla y del lavado de manos frecuente.  

 

¿Cómo entra el virus en el organismo? 

 

El SARS-CoV-2, al igual que todos los virus, no es capaz de sobrevivir por sí mismo, por lo que requiere de una célula huésped a la que infectar y a través de la cual replicarse. Para ello, hace uso de la conocida como proteína Spike (o espiga), una glicoproteína de membrana con gran afinidad por el receptor ACE-2 (enzima convertidora de angiotensina).  

 

ACE-2 se expresa en una gran diversidad de órganos, destacando en el riñón, los pulmones y el corazón. Pero, además de este receptor, el SARS-CoV-2 hace también uso de la proteasa transmembrana serina 2 (TMPRSS2), que es la encargada de facilitar la entrada del virus al interior celular.  

Estas dos “dianas” del virus están altamente expresadas en los pulmones, destacando su presencia en las células alveolares de tipo 2 y en las células del endotelio capilar pulmonar, lo que explica que el síntoma más característico de la COVID-19 sea la dificultad respiratoria. 

 

Pese a que en el 80% de los casos la sintomatología es leve, un porcentaje de los infectados desarrollan problemas graves, llegando a requerir de ingreso en UCI y soporte vital. Estudios recientes sugieren que estos casos de mayor gravedad están relacionados con una reacción inmunitaria exacerbada, que provoca una “tormenta de citoquinas” y moléculas pro-inflamatorias, lo que causa edema pulmonar y distrés respiratorio agudo.  

 

Ante la ausencia de tratamiento, se han puesto en marcha una gran cantidad de investigaciones y de ensayos clínicos que tratan de buscar las mejores alternativas para reducir la inflamación y, con ello, recuperar la función pulmonar. Una de ellas se basa en el empleo de células madres mesenquimales.  

 

Terapia con células madre mesenquimales 

 

Las células madre mesenquimales (MSC) son un tipo de células madre adultas multipotentes, esto es, capaces de diferenciarse a una gran diversidad de tipos celulares (incluyendo células alveolares).  

 

Entre las principales ventajas de este tipo celular destacan su facilidad de aislamiento (desde tejido adiposo, médula ósea, cordón umbilical…) y su alta tasa de expansión y proliferación. Además, su empleo está libre de implicaciones éticas, lo que facilita su uso tanto en investigación como en clínica.  

 

Pero, ¿qué es lo que ha llevado a los científicos a considerar este tipo celular como una alternativa de tratamiento para la COVID-19? La principal razón reside en las propiedades inmunomoduladoras de las MSC, ya que se trata de células capaces de secretar moléculas anti-inflamatorias.  

 

Dado que una gran proporción de los casos graves de COVID-19 están asociados a una hiper-estimulación del sistema inmune y a una gran inflamación, no han sido pocos los grupos que han decidido aprovechar las características de las MSC para testar un posible tratamiento.   

 

 

Para ello, se llevaron a cabo infusiones intravenosas de células madre mesenquimales a una dosis de 1 x 106 MSC por kilogramo. Los principales estudios se efectuaron en pacientes con síntomas graves o muy graves, muchos de los cuales no respondían a ninguna otra alternativa terapéutica, y se realizó una observación durante 14 días para comprobar su perfil de eficacia y seguridad.  

 

Un gran porcentaje de los pacientes tratados mostró una mejoría clínica notable en un plazo de 2-4 días, destacando por los siguientes efectos: 

  • Aumento de la saturación de oxígeno (por encima del 95%).
  • Cambio en el perfil inmune: aumento en la proporción de linfocitos T reguladores y células dendríticas; reducción de células Natural Killer, (principales responsables de la respuesta inmune exacerbada). 
  • Modulación de la inflamación: descenso de moléculas pro-inflamatorias (TNF-α, Proteína C Reactiva) y aumento de citoquinas anti-inflamatorias (IL-10) y factores angiogénicos (VEGF). 
  • Reparación de las estructuras pulmonares afectadas (gracias a la liberación de sustancias tales como el KGF o la Ang-1, capaces de restaurar los daños en alvéolos y capilares).  

 

Pero, ¿cómo pueden estas células conseguir todos esos efectos? La base reside, principalmente, en su potencial inmunomodulador, que se pone en marcha a través de la activación diferencial de ciertos receptores (principalmente los TLR, o Toll-Like Receptors). Esta activación está regulada, principalmente, por el microambiente en el cual se encuentren las MSC, lo que determina la expresión de uno u otro tipo de moléculas. Así, una vez que las células se inyectan por infusión intravenosa, una parte de las mismas se acumulan en los pulmones, donde el microambiente es claramente pro-inflamatorio. 

 

Asimismo, el análisis de las MSC por secuenciación de RNA ha demostrado que estas células no se infectan por el SARS-CoV-2, lo que apoya aún más su uso como alternativa terapéutica contra el mismo. Esto se debe, entre otros, a la ausencia de receptores ACE-2 y TMPRSS2 en su membrana y a su capacidad de expresión de ciertas moléculas con potencial antiviral.  

 

Y tú, ¿trabajas con células madre mesenquimales? Muy útiles en medicina regenerativa y terapia celular, sus aplicaciones son cada vez más extensas. Sin embargo, para lograr obtener una población de calidad, es fundamental cultivar y diferenciar las células en condiciones óptimas.  

 

Para ello, desde Condalab te recomendamos hacer uso del “Cellartis® MSC Xeno-free Culture Medium”, un medio de cultivo perfecto para mantener y expandir MSCs obtenidas desde médula ósea, tejido adiposo o cordón umbilical.  

 

Se trata de un medio xeno-free (libre de derivados animales) y sin suero, que permite mantener las características de proliferación y pluripotencia propias de las MSC sin necesidad de coating adicional. 

 

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Bibliografía 

Rajarshi, K., Chatterjee, A., y Ray, S. “Combating COVID-19 with mesenchymal stem cell therapy”. Biotechnology Reports, 26 (2020) e00467. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2215017X20303635#!) 

Leng, Z., Zhu, R. et all. “Transplantation of ACE2- Mesenchymal Stem Cells Improves the Outcome of Patients with COVID-19 Pneumonia”. Aging and disease, 2020, Vol. 11 (2): 216-228.  (http://www.aginganddisease.org/EN/10.14336/AD.2020.0228#1)