Un superordenador ha encontrado una prometedora teoría sobre por qué los casos de COVID-19 empeoran rápido y presentan tantos síntomas diferentes

Claudia da Costa Leite, a radiology professor at University of Sao Paulo, examines lung scans on July 29, 2020.
Nelson Almeida/AFP/Getty Images
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  • Investigadores de Tennessee, Estados Unidos, han utilizado un superordenador para analizar el fluido pulmonar de los pacientes con el nuevo coronavirus.
  • Con ello, han descubierto que los pacientes con casos graves de COVID-19 pueden producir demasiada bradicinina, una sustancia química que regula la presión arterial.
  • Esto podría desencadenar una reacción en cadena que lleve a la extraña gama de síntomas de COVID-19, incluyendo problemas cardíacos, gastrointestinales y neurológicos. 
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Imagina que intentas conducir un coche con un motor con fugas. Ahora, imagina que tampoco tiene frenos. Al final, te quedarás sin combustible o te estrellarás. Algunos de los ocupantes podrían sobrevivir, otros no.

El cuerpo humano puede soportar una experiencia similar en respuesta a una infección con coronavirus, según un estudio de investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge en Tennessee, Estados Unidos.

Los superordenadores del laboratorio, uno de los cuales es el segundo más rápido del mundo, analizaron muestras de fluido pulmonar de 9 pacientes de coronavirus con casos severos de Wuhan, Chinaprimer epicentro de SARS-CoV-2 en el mundo—.

Estos detectaron grandes diferencias en la forma en que los pacientes expresaban ciertos genes en comparación con la forma en que lo hacen las personas sanas.

Basándose en esas anormalidades, los investigadores llegaron a una nueva teoría: los pacientes con COVID-19 grave pueden experimentar lo que se conoce como "tormenta de bradicinina".

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La bradicinina es una sustancia química que regula la presión arterial. En el estudio, los investigadores descubrieron que algunas personas contagiadas con el nuevo coronavirus pueden producirla en exceso. Esa tormenta desequilibra los sistemas principales, incluyendo las vías respiratorias, gastrointestinales y neurológicas

La teoría se alinea con la creciente percepción de los científicos de que el coronavirus actual es una enfermedad vascular en vez de respiratoria. Ya que, entre las investigaciones más recientes, se ha evidenciado que este puede provocar coágulos de sangre, fugas en los capilares y vasos sanguíneos inflamados —lo que lleva a sufrir daños en el corazón o un derrame cerebral—.

"Estuvimos rascándonos la cabeza durante un tiempo, ¿cómo es que esta enfermedad tiene un amplio conjunto de síntomas en diferentes sistemas de órganos?", destaca el doctor Daniel Jacobson, el investigador principal del estudio realizado con un superordenador, a Business Insider. "Al observar los efectos de la bradicinina, nuestro modelo era que este virus puede afectar a varios tipos de tejidos, varios órganos diferentes".

Demasiada bradicinina puede hacer que el cuerpo se descontrole

Los científicos ya saben que el coronavirus se une a receptores celulares llamados ACE2. De esta manera, el virus se introduce en el tracto respiratorio superior del cuerpo, y luego infecta órganos como los pulmones, el corazón, los riñones o los intestinos.

Pero los superordenadores descubrieron que los pacientes con coronavirus tenían un aumento de hasta 200 veces de la expresión de ACE2 en relación con una persona sana. Lo que sugiere que el virus está influyendo activamente en los cuerpos para hacerlos aún más fáciles de contagiar.

Al mismo tiempo, los hallazgos demuestran que estos también tenían una disminución de 8 veces en la expresión de ACE, una proteína que normalmente trabaja con ACE2 para mantener la presión arterial bajo control.

"Este sistema que normalmente está muy cuidadosamente equilibrado, el COVID-19 lo saca de quicio", dice Jacobson.

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Este desequilibrio, creen los investigadores, es lo que lleva a la sobreproducción de bradicinina, que se introduce para evitar que la presión arterial se eleve demasiado. En los casos graves, el ciclo parece ir en aumento: el cuerpo no puede dejar de producir bradicinina, lo que los expertos llaman una "tormenta de bradicinina".

Un exceso de esta sustancia química dilata los huecos de los vasos sanguíneos, lo que permite que el fluido se filtre. Ese fluido, a su vez, empieza a llenar los alvéolos: diminutos sacos de aire en los pulmones —de ahí que los pacientes tengan problemas para respirar—.

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Además, los superordenadores encontraron que los pacientes con coronavirus pueden producir en exceso una sustancia altamente absorbente llamada ácido hialurónico. Cuando el ácido se mezcla con el líquido de los pulmones, los pacientes pueden sentir que intentan respirar a través de "un globo lleno de gelatina", apunta Jacobson. 

"Puede haber un punto de inflexión en el que se acumula suficiente ácido hialurónico y, de repente, tienen problemas respiratorios", añade. "Eso explica por qué algunas personas parecen estar bien y luego empeoran y necesitan hospitalización de inmediato o algo peor". 

Una explicación para la amplia gama de síntomas de COVID-19

La teoría de la bradicinina ofrece una explicación sorprendentemente cohesiva de por qué las infecciones por COVID-19 pueden dar lugar a un amplio espectro de síntomas. Aunque la enfermedad tiene ciertas características, como fiebre, tos seca y dificultad para respirar, los pacientes han informado de una serie de problemas cardíacos, gastrointestinales y neurológicos

"Dondequiera que vayamos en el cuerpo y veamos los síntomas que se reportan, se corresponden bastante bien con lo que se esperaría ver de la bradicinina", especifica Jacobson. 

Li Yibo/Xinhua/Getty Images

Una tormenta de bradicinina podría provocar la fuga de líquido de los vasos sanguíneos del cerebro, lo que explicaría los síntomas neurológicos como mareos, dolores de cabeza y confusión que experimentan algunos pacientes. También puede desencadenar hinchazón, dolor e inflamación en el cuerpo —lo que puede resultar en dolor muscular y dolores corporales, conocidos ahora como síntomas comunes de COVID-19—. E incluso podría llevar a los dedos de los pies morados e hinchados.

Además, recalca Jacobson, la pérdida del gusto o del olfato es una respuesta clásica a la disminución de los niveles de los receptores ACE. Los niveles más bajos de ACE también se han relacionado con la tos seca y la fatiga. 

Por otra parte, el aumento en la producción de ácido hialurónico explicaría por qué algunos pacientes asintomáticos tienen exploraciones pulmonares anormales, agrega el experto.

"Es probable que se esté produciendo un daño en las personas que se sienten bien de otra manera", sostiene.

Implicaciones para futuros tratamientos 

Aún se necesitan más estudios clínicos para saber si las tormentas de bradicinina provocan los síntomas de COVID-19. Pero el equipo de Jacobson no es el primero en sugerir la teoría. 

En mayo, los investigadores de Míchigan, EEUU plantearon la hipótesis de que la respuesta de la bradicinina podría llevar a complicaciones respiratorias que amenazaran la vida de algunos pacientes con COVID-19

De hecho, un estudio publicado el mes anterior también propuso que la respuesta de la bradicinina en el cuerpo era la culpable de la fuga que se producía en los vasos sanguíneos observada en los pulmones de los pacientes de COVID-19. 

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Los investigadores detrás de ese trabajo sugirieron que un medicamento llamada icatibant, que bloquea la señal del cuerpo para producir bradicinina, podría ayudar a tratar a los pacientes infectados.

Un estudio de seguimiento demostró que 4 de los 9 pacientes que recibieron el medicamento ya no necesitaban apoyo de oxígeno después de 10 a 35 horas. Además, el fármaco no tuvo efectos adversos graves. Pero el estudio era demasiado pequeño para sacar conclusiones significativas.

Al mismo tiempo, el estudio de Jacobson encontró evidencia de que la vitamina D podría impedir que se desarrollara una tormenta de bradicinina. Y, con anterioridad, otros estudios han demostrado también que la vitamina D podría ayudar a reducir la gravedad de las infecciones por COVID-19. 

Kathleen Finlay/Getty Images

Su estudio apoya también la idea de que los corticosteroides pueden mejorar las tasas de supervivencia de los pacientes de COVID-19. Los receptores de bradicinina activan una enzima llamada fosfolipasa A2, que es inhibida por los esteroides. Algo que, la semana pasada, la Organización Mundial de la Salud recomendó para tratar a los pacientes gravemente enfermos

Una hipótesis opuesta: la tormenta de citoquinas

Previamente, algunos científicos habían sugerido que una "tormenta" interna diferente podría estar detrás de las reacciones severas al coronavirus: una tormenta de citoquinas. Esa liberación de señales químicas, cuando se pone en marcha, puede instruir al cuerpo para atacar a sus propias células. Una respuesta que también se observó en pacientes que murieron de H1N1, SARS, MERS, y la gripe española de 1918.

Jacobson cree que una respuesta de citoquinas podría producir algunos síntomas de COVID-19, pero probablemente no sea tan "tormentosa" como han señalado otros investigadores.

"Esa hipótesis está perdiendo un poco de tracción", sentencia. "No estamos diciendo que no estén relacionados. Creo que sí lo están. Pero no parece que la tormenta de citoquinas esté completamente respaldada por los datos". 

REUTERS/Benoit Tessier

Hasta ahora, la comunidad científica ha abordado la teoría de la bradicinina con un optimismo cauteloso. 

"Sinceramente, me preocupa que esta propuesta sea casi demasiado pulcra y ajustada a la forma", apunta Derek Lowe, un químico médico, en la revista Science. "Rara vez se consigue algo que encaje tan bien".

No obstante, reconoce que los hallazgos son "bastante plausibles".

Según Jacobson, su equipo espera hacer más estudios de seguimiento para probar la teoría, incluyendo estudios con pacientes de coronavirus que han estado enfermos durante varios meses. 

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"Tengo un par de personas de largo recorrido en mi equipo, así que esto es algo muy cercano y apreciado, y estamos viendo cómo se desarrolla en tiempo real".

La teoría de la bradicinina podría funcionar también: el equipo de Jacobson piensa que una vez que la tormenta se desate, podría continuar hasta que el cuerpo descubra cómo reiniciarla. Pero aún no está claro si algún tratamiento disponible podría marcar la diferencia para los pacientes de largo plazo.

"Eso es parte de la alegría de la ciencia", sostiene Jacobson. "Por cada respuesta que tienes, plantea 10 preguntas más".

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