¡Siguenos!

La Ciencia y Tecnología

La COVID-19 daña a las células endoteliales de la placenta humana

Publicada

on

Lorenza González-Mariscal, Sara Vega Torreblanca y Jael Miranda

Amediados de 2020, conforme la epidemia de COVID-19 se expandía por todo el mundo, comenzaron a aparecer reportes indicando que la infección por el virus SARS-CoV-2 causante de la enfermedad, no solo dañaba los pulmones sino que podía ejercer daño sistémico, es decir, en todo el organismo. Así, se vio que la entrada del virus a las células dependía de la unión de trímeros de la proteína S o de espiga en la superficie del virus, con el receptor ACE-2 presente en la membrana de las células blanco. También, se reveló la importancia de la presencia en la célula huésped, de ciertas enzimas llamadas proteasas que cortan proteínas, como la TMPRSS2, para que el virus infecte a las células.

Tanto el receptor ACE-2 como la proteasa TMPRSS2 son abundantes en los pulmones, pero también en muchos otros tejidos del cuerpo, incluyendo a los epitelios. Éstos son capas de células que recubren a todas las cavidades y ductos del organismo, incluyendo a los vasos sanguíneos o linfáticos donde reciben el nombre de endotelios y se caracterizan por estar en contacto directo con la sangre o la linfa. El virus SARS-CoV-2 infecta a vasos humanos en cultivo y se ha detectado en las células endoteliales del pulmón, cerebro, riñón y piel. En los dedos de los pies causa unas lesiones semejantes a los sabañones provocados por el frío.

Estos antecedentes sirvieron como base para que nos preguntáramos si la COVID-19 daña al endotelio de la placenta humana. El interés por este tejido surgió porque en la epidemia de 2002-2003 de SARS-CoV en China, se reportó un aumento de abortos espontáneos en el primer trimestre del embarazo y de partos prematuros, y ahora con la pandemia de COVID-19 era indispensable averiguar si las mujeres embarazadas constituían un grupo de alto riesgo.

Armamos nuestra investigación en colaboración con el Instituto Nacional de Perinatología (InPer), donde la Dra. Guadalupe Estrada, jefa de investigación, organizó un equipo interdisciplinario de médicos e investigadores que estudió desde varios ángulos a un grupo de mujeres embarazadas con COVID-19 que no presentaban otras enfermedades como la preeclampsia o la diabetes que se sabe dañan al endotelio placentario.

En la placenta humana analizamos dos zonas: la que invade y se ancla al útero que se denomina decidua, y la que forma ramificaciones o vellosidades coriónicas que se bañan por la sangre materna que inunda el espacio intervelloso (Fig. 1). El intercambio de nutrientes y gases entre la madre y el feto ocurre en la placenta entre la sangre materna del espacio intervelloso y las vellosidades coriónicas. En éstas, las substancias pasan a través de dos capas epiteliales que rodean a las vellosidades conocidas como sincitiotrofoblasto y citotrofoblasto, y en el interior de las vellosidades o parénquima se encuentran los vasos fetales que nutren al feto desde la placenta. Los vasos de la placenta son esenciales para que haya una buena irrigación sanguínea al feto. Cuando esta irrigación se restringe en la decidua se habla de malperfusión placentaria materna y cuando esto ocurre en el parénquima de los vellos coriónicos se denomina malperfusión placentaria fetal.

Somos expertos en las proteínas que en epitelios y endotelios establecen el contacto entre las células vecinas y evitan que el contenido de las cavidades o ductos se fugue por el espacio entre las células adyacentes, por lo que conocemos como la ruta paracelular. Estas proteínas forman lo que se conoce como complejo de unión apical (CUA) que se ubica en el límite entre la membrana apical en contacto con el contenido de las cavidades y ductos, y la membrana basolateral en contacto con el interior del organismo. El CUA está constituido por dos estructuras de adhesión contiguas, la superior llamada unión estrecha (UE) y la inferior denominada unión adherente (UA). Las UA inician el contacto célula-célula y acercan entre sí a las membranas de las células vecinas. Las UE obliteran el espacio paracelular y regulan el tránsito de iones y moléculas por la ruta paracelular.

En las placentas de las mujeres con COVID-19 analizamos la expresión de la cadherina vascular-endotelial (VE-cadherina) de la UA y la claudina-5 de la UE. Ambas proteínas son esenciales para que las células endoteliales se asocien entre sí, se sellen y mantengan a la sangre en el lumen de los vasos sin que ésta se fugue al tejido circundante. Las observaciones se hicieron por microscopía confocal en cortes de placenta embebidos en parafina, para que el material ya no fuera infeccioso. Empleamos primero anticuerpos específicos para VE-cadherina y claudin-5 y después añadimos otros anticuerpos que se unen a los primeros y vienen acoplados a un marcador que fluoresce. De esta manera la cantidad de fluorescencia que emite el tejido corresponde a la cantidad de VE-cadherina y claudin-5 presente en el mismo.

Mediante este análisis de inmunofluorescencia encontramos que la expresión de VE-cadherina y claudin-5 prácticamente desaparece en el endotelio de la decidua y de las vellosidades coriónicas de las placentas de mujeres con COVID-19 severo en comparación con las placentas control de mujeres sanas. Así mismo, vimos que el daño corresponde con la gravedad de la enfermedad, pues en las placentas de mujeres con COVID-19 moderado no observamos efecto alguno. Estos resultados indican que la COVID-19 genera en la placenta humana malperfusion fetal y materna.

Por otra parte, el equipo del InPer hizo el estudio histológico de las placentas y analizó por inmunofluorescencia la expresión del factor Von Willebrand (vWf). Este factor media la interacción entre las plaquetas y entre éstas y las células endoteliales. El vWf se secreta de las células epiteliales en respuesta a diversos estímulos, incluyendo la presencia de citocinas inflamatorias. El vWf forma multímeros ultra largos que capturan a las plaquetas en los sitios de daño endotelial, pero en circunstancias normales estos multímeros se cortan por la proteasa ADAMTS13 en unidades mas pequeñas que forman menos trombos. En enfermedades trombóticas como la sepsis, la púrpura o la coagulación intravascular diseminada se produce un exceso de vWf y una deficiencia de ADAMTS13, y en la COVID-19 severa se ha observado un incremento en plasma de vWf con una actividad normal o disminuida de ADAMTS13.

En los vasos de la decidua y las vellosidades coriónicas de las placentas de mujeres con COVID-19 se observó en comparación con las placentas control, un incremento en la expresión de vWf, siendo este aumento más notorio en aquellas con COVID-19 severo. De igual forma, el análisis histológico de las placentas reveló daño en los vasos de la decidua y las vellosidades coriónicas, caracterizado por trombosis, infartos, remodelación de la pared vascular, necrosis y la presencia de vellosidades sin vasos. Además, el estado inflamatorio de las placentas se confirmó al observar un incremento significativo en el número de macrófagos fetales, un tipo de glóbulos blancos, también conocidos como células de Hofbauer, que estimulan la acción de otras células del sistema inmune, en el parénquima de los vellos coriónicos (Fig. 1).

En conjunto, los resultados obtenidos indican que las placentas de mujeres con COVID-19 severo presentan un endotelio dañado, permeable y en estado trombótico. Estas observaciones contribuyen a explicar el aumento en el mundo del número de cesáreas, nacimientos prematuros y de niños muertos, en las mujeres infectadas con COVID-19 en comparación con la población general [1-4]. También es importante destacar que en el 2020 la COVID-19 fue la primera causa de muerte materna en México (https://gatopardo.com/reportajes/los-bebes-en-la-pandemia-la-covid-19- en-el-hospital-de-perinatologia-inper/). Creemos que este trabajo sirve para alertar con bases científicas a las autoridades de salud de nuestro país sobre el riesgo que representa para la mujer embarazada la COVID-19 y para promover que esta población reciba lo más pronto posible la vacuna anti-COVID-19.

Este trabajo se publicó en la revista Cells [5] y algunos de los resultados constituyeron la tesis de maestría de Sara Vega Torreblanca del Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias del Cinvestav.

Referencias

[1] R. Matar, L. Alrahmani, N. Monzer, L.G. Debiane, E. Berbari, J. Fares, F. Fitzpatrick, M.H. Murad, Clinical Presentation and Outcomes of Pregnant Women With Coronavirus Disease 2019: A Systematic Review and Meta-analysis, Clin Infect Dis 72(3) (2021) 521-533.
[2] B. Chmielewska, I. Barratt, R. Townsend, E. Kalafat, J. van der Meulen, I. Gurol-Urganci, P. O’Brien, E. Morris, T. Draycott, S. Thangaratinam, K. Le Doare, S. Ladhani, P. von Dadelszen, L. Magee, A. Khalil, Effects of the COVID-19 pandemic on maternal and perinatal outcomes: a systematic review and meta-analysis, Lancet Glob Health 9(6) (2021) e759-e772.
[3] A. Khalil, E. Kalafat, C. Benlioglu, P. O’Brien, E. Morris, T. Draycott, S. Thangaratinam, K. Le Doare, P. Heath, S. Ladhani, P. von Dadelszen, L.A. Magee, SARS-CoV-2 infection in pregnancy: A systematic review and meta-analysis of clinical features and pregnancy outcomes, EClinicalMedicine 25 (2020) 100446.
[4] J. Allotey, E. Stallings, M. Bonet, M. Yap, S. Chatterjee, T. Kew, L. Debenham, A.C. Llavall, A. Dixit, D. Zhou, R. Balaji, S.I. Lee, X. Qiu, M. Yuan, D. Coomar, J. Sheikh, H. Lawson, K. Ansari, M. van Wely, E. van Leeuwen, E. Kostova, H. Kunst, A. Khalil, S. Tiberi, V. Brizuela, N. Broutet, E. Kara, C.R. Kim, A. Thorson, O.T. Oladapo, L. Mofenson, J. Zamora, S. Thangaratinam, C.O.V.L.S.R.C. for Preg, Clinical manifestations, risk factors, and maternal and perinatal outcomes of coronavirus disease 2019 in pregnancy: living systematic review and meta-analysis, BMJ 370 (2020) m3320.
[5] A. Flores-Pliego, J. Miranda, S. Vega-Torreblanca, Y. Valdespino-Vazquez, C. Helguera-Repetto, A. Espejel-Nunez, H. Borboa-Olivares, Y.S.S. Espino, P. Mateu-Rogell, M. Leon-Juarez, V. Ramirez-Santes, A. Cardona-Perez, I. Villegas-Mota, J. Torres-Torres, A. Juarez-Reyes, T. Rizo-Pica, R.O. Gonzalez, L. Gonzalez-Mariscal, G. Estrada-Gutierrez, Molecular Insights into the Thrombotic and Microvascular Injury in Placental Endothelium of Women with Mild or Severe COVID-19, Cells 10(2) (2021).

(Fuente: Revista Avance y Perspectiva)

Sigue leyendo
Advertisement
Clic para comentar

Leave a Reply

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

La Ciencia y Tecnología

Logran que mujer ciega perciba formas sencillas y letras con un implante cerebral

Publicada

on

Bernardeta Gómez, de 57 años, quedó ciega por una septicemia hace 16 años

Desde hace décadas, la ciencia ha trabajado en formas de recuperar la visión de personas que, de nacimiento o por algún accidente, padecían ceguera. Uno de estos casos de éxito es el de Bernardeta Gómez, de 57 años, profesora en un instituto de Valencia. Hace 16 años, una septicemia la dejó ciega. Ahora, con la ayuda de un implante cerebral, puede distinguir formas simples y letras.

El aparato ha sido desarrollado por el grupo de Neuroingeniería Biomédica de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche. Consta de dos partes, una implantada en el cerebro, y otra sección externa. Un sistema que se usa por primera vez en una persona invidente.

Unas gafas y un chip

Fuera está la retina artificial, situada dentro de unas gafas convencionales. Capta el campo visual situado enfrente de la persona y lo transforma en impulsos eléctricos que, en una persona sin problemas de vista, el cerebro “transforma” en imágenes. Pero alguien con ceguera necesita una ayuda extra. De esto se encarga la diminuta placa, colocada en la corteza cerebral, diseñada por estos científicos.

Solo tiene 4 milímetros de lado, con un centenar de micro electrodos de 1,5 milímetros de longitud, que inducen la parte del cerebro encargada de la visión, enviando señales eléctricas. “Gracias a ello, la persona implantada ha sido capaz de reconocer diversos patrones complejos de estimulación y percibir con precisión formas y letras”, explica el director del estudio, Eduardo Fernández.

Además, se produce un proceso de aprendizaje con el tiempo, de manera que, con el entrenamiento adecuado, cada vez es más fácil reconocer distintos patrones. Durante en el experimento, que se extendió unos seis meses, los investigadores crearon varios videojuegos, para desafiar cada vez más al cerebro de Bernardeta. Por ejemplo, una variación del clásico ‘comecocos’ o un juego basado en la popular serie de televisión Los Simpson.

Además de la efectividad del dispositivo, el estudio avala su seguridad: no afecta a la función de la corteza cerebral ni a la de las neuronas que quedan próximas al implante. Fernández añade que la cantidad de corriente eléctrica necesaria para inducir percepciones visuales “es mucho menor que la que se necesita con electrodos situados en la superficie del cerebro, lo que se traduce en una mayor seguridad”.

Mucho por hacer

En diciembre de 2020, este mismo equipo de investigadores consiguió realizar, también por primera vez, un experimento similar, al estimular el córtex visual de varios primates. En aquel caso, se utilizó un implante de más de mil electrodos, pero los simios no eran ciegos. Así, los resultados de este estudio, aunque preliminares, indican que incluso después de muchos años de ceguera completa, el cerebro humano sigue siendo capaz de procesar información visual.

Como explica el profesor Fernández, es información muy alentadora para el desarrollo de una neuroprótesis visual, que pueda apoyar a personas ciegas o con baja visión residual a mejorar su movilidad. Incluso, siendo más ambiciosos, les puede ayudar a percibir el entorno que las rodea y orientarse en él. Para muchas personas invidentes aún no existen tratamientos o dispositivos de ayuda útiles todavía.

Aunque el mismo reconoce que queda mucho por hacer y que no quiere crear falsas expectativas a personas que sueñen con recuperar su visión. Por de pronto, para que el aparato funcione debe estar conectado a unidad central eléctrica: si el paciente se desconecta, deja de ver las formas y el alfabeto. Además, transmitir y recibir las señales de forma inalámbrica podría generar otros problemas. Todavía se necesitan más datos.

Actualmente, el equipo investigador está reclutando nuevos voluntarios ciegos para participar en estos experimentos. En próximos estudios, esperan utilizar un sistema codificador de imágenes más sofisticado, capaz de estimular más electrodos simultáneamente para reproducir imágenes visuales más complejas.

(Fuente: niusdiario)

Sigue leyendo

La Ciencia y Tecnología

Crean nuevos cuchillos de madera tres veces más afilados que los de acero

Publicada

on

Investigadores han desarrollado una forma potencialmente más sostenible de fabricar cuchillos afilados, que los tradicionales de acero o cerámica: utilizando madera endurecida.

El método, presentado en la revista Matter, hace que la madera sea 23 veces más dura, y un cuchillo hecho con el material es casi tres veces más afilado que un cuchillo de mesa de acero inoxidable.

“El cuchillo corta fácilmente un bistec medio bien cocido, con un rendimiento similar al de un cuchillo de mesa”, dice Teng Li, autor principal del estudio y científico de materiales de la Universidad de Maryland. Posteriormente, el cuchillo de madera endurecida se puede lavar y reutilizar, lo que lo convierte en una alternativa prometedora a los cuchillos de acero, cerámica y plástico desechables.

Li y su equipo también demostraron que su material se puede utilizar para producir clavos de madera tan afilados como los clavos de acero convencionales. A diferencia de los clavos de acero, los clavos de madera que desarrolló el equipo son resistentes a la oxidación. Los investigadores demostraron que estos clavos de madera podrían usarse para martillar tres tablas sin dañar el clavo. Además de los cuchillos y los clavos, Li espera que, en el futuro, el material también se pueda utilizar para fabricar pisos de madera que sean más resistentes al rayado y al desgaste.

Si bien el método de Li para producir madera endurecida es nuevo, el procesamiento de la madera en general ha existido durante siglos. Sin embargo, cuando la madera se prepara para muebles o materiales de construcción, solo se procesa con vapor y compresión, y el material rebota algo después de darle forma. “Cuando miras los materiales duros que usas en tu vida diaria, ves que muchos de ellos son materiales hechos por el hombre porque los materiales naturales no necesariamente satisfacen lo que necesitamos”, dice Li.

“La celulosa, el componente principal de la madera, tiene una relación más alta de resistencia a densidad que la mayoría de los materiales de ingeniería, como cerámica, metales y polímeros, pero nuestro uso actual de madera apenas alcanza su máximo potencial”, dice. A pesar de que se utiliza a menudo en la construcción, la resistencia de la madera es inferior a la de la celulosa. Esto se debe a que la madera está compuesta solo por un 40% -50% de celulosa, y el resto está compuesto por hemicelulosa y lignina, que actúa como aglutinante.

Li y su equipo buscaron procesar la madera de tal manera que eliminaran los componentes más débiles sin destruir el esqueleto de celulosa. “Es un proceso de dos pasos”, dice Li. “En el primer paso, deslignificamos parcialmente la madera. Por lo general, la madera es muy rígida, pero después de quitar la lignina, se vuelve blanda, flexible y algo blanda. En el segundo paso, hacemos un prensado en caliente aplicando presión y calor a la madera procesada químicamente para densificar y eliminar el agua”.

Una vez que el material se procesa y se talla en la forma deseada, se recubre con aceite mineral para prolongar su vida útil. La celulosa tiende a absorber agua, por lo que este recubrimiento conserva el filo del cuchillo durante el uso y cuando se lava en el fregadero o lavavajillas.

Utilizando microscopía de alta resolución, Li y su equipo examinaron la microestructura de la madera endurecida para determinar el origen de su resistencia. “La resistencia de una pieza de material es muy sensible al tamaño y la densidad de los defectos, como huecos, canales o hoyos”, dice Li. “El proceso de dos pasos que estamos utilizando para procesar la madera natural reduce o elimina significativamente los defectos en la madera natural, por lo que esos canales para transportar agua u otros nutrientes en el árbol casi se han acabado”.

Este proceso de endurecimiento de la madera tiene el potencial de ser más eficiente desde el punto de vista energético y de tener un impacto medioambiental menor que para la fabricación de otros materiales artificiales, aunque es necesario realizar un análisis más profundo para decirlo con certeza. El primer paso requiere hervir la madera a 100 grados Celsius en un baño de productos químicos, que potencialmente podrían reutilizarse de un lote a otro. A modo de comparación, el proceso utilizado para fabricar cerámica requiere calentar materiales hasta unos pocos miles de grados Celsius.

(Fuente: europapress)

Sigue leyendo

La Ciencia y Tecnología

Detectan un compuesto en una planta que podría contrarrestar células cancerosas

Publicada

on

La Lippia alba es conocida popularmente como juanilama y es usada en el país por sus propiedades medicinales

Científicos costarricenses detectaron un compuesto en la planta Lippia alba, conocida popularmente como juanilama, que podría contrarrestar células cancerosas gracias a que debilita las células tumorales mientras que al mismo tiempo permite a las células sanas continuar multiplicándose.

Expertos en medicina, química, farmacia y productos naturales de la Universidad de Costa Rica (UCR) encontraron en la juanilama cuatro aceites esenciales, de los que uno podría resultar muy eficaz contra el cáncer.

Los hallazgos fueron publicados en la revista Journal of Essential Oil Research, en donde se puede observar que los científicos determinaron cuatro quimiotipos en la Lippia alba. Uno era rico en carvona, el segundo en piperitona, el tercero en tagetenona y el cuarto en citral.

La investigadora Natalia Ortiz explicó en entrevista con Efe que el equipo científico tomó las hojas de la planta la procesaron y detectaron que el geraniol fue uno de los más abundantes en el aceite de la juanilama, rico en citral y que muy posiblemente hacía frente a las células tumorales.

“Cuando revisamos, el componente que más interesó fue el geraniol porque mostró que en uno de los aceites (citral) ocupaba el 20 %. Esto significa que era uno de los más abundantes y además hay evidencia donde se ha asociado al geraniol con su efecto antitumoral”, manifestó Ortiz.

La médico indicó que en los ensayos de laboratorio pudieron observar que el geraniol estaba funcionando “muy bien” contra las células cancerosas de mama y estómago. Por lo cual, continuaron indagando más con este último.

“Lo que estamos haciendo es un aporte, en el caso de cáncer gástrico la mortalidad es muy alta, porque casi siempre se diagnostica en metástasis y la probabilidad de que una persona viva es muy bajo, además no hay opciones terapéuticas entonces nuestra idea es mostrar este aporte de que el geraniol puede ser una sustancia que puede ayudar”, dijo Ortiz.

La Lippia alba

La Lippia alba es conocida popularmente como juanilama y es usada en el país por sus propiedades medicinales. Hay distintos estudios realizados en España y en Costa Rica sobre sus beneficios para casos de colitis y gastritis.

La planta se extiende desde el sur de Estados Unidos hasta el Cono Sur de América. Sin embargo no tiene las mismas propiedades porque va a depender del clima y condiciones geográficas y geoquímicas.

“La misma planta en Costa Rica no necesariamente tiene los mismos componentes en otro país porque depende de la tierra, el clima, los minerales, la estación y todas estas son variables que uno toma en consideración. El artículo nuestro habla de cuatro extractos distintos en Talamanca (norte) y San Pedro (centro) y por eso la importancia de identificar los compuestos”, destacó Ortiz.

La experta añadió que la investigación es valiosa ya que se trata de una sustancia pura extraída del aceite esencial de la Lippia alba, lo que permitirá un aporte más real y continuar con estudios a profundidad sobre los mecanismos de acción celular, para así determinar sus posibles implicaciones para un fin medicinal.

Datos de la Universidad de Costa Rica revelan que en la actualidad, solo cerca del 10 % de la biodiversidad vegetal se ha caracterizado con base en sus propiedades químicas y farmacológicas, aun cuando varios de los tratamientos contra el cáncer se basan en compuestos de productos naturales o en sus imitaciones.

Por lo tanto, el estudio del equipo científico genera una contribución para encontrar nuevos fármacos a partir de plantas, que desde ya se muestran importantes en el tratamiento de distintas enfermedades.

Según el Observatorio Global de Cáncer, en el país el cáncer gástrico y de mama, cada año en promedio, cobran la vida de 779 y 561 costarricenses respectivamente.

(Fuente: EFE)

Sigue leyendo

Lo más visto

Copyright © 2020 Yucatán Informa.