Los cambios metabólicos en el plasma y las células inmunes asociados con la alcance de COVID-19 pueden predecir la supervivencia del paciente

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Los pacientes con COVID-19 tienen diferentes respuestas inmunitarias que conducen a resultados de la enfermedad que van desde la infección asintomática por SARS-CoV-2 hasta la muerte. Después de examinar muestras de sangre de casi 200 pacientes con COVID-19, los investigadores descubrieron los cambios metabólicos subyacentes que regulan la forma en que las células inmunes reaccionan a la enfermedad. Estos cambios están asociados con la gravedad de la enfermedad y podrían usarse para predecir la supervivencia del paciente. Los resultados fueron publicados en la revista Biotecnologías naturales.

«Sabemos que hay una serie de respuestas inmunes al COVID-19 y los procesos biológicos detrás de esas respuestas no se comprenden bien», dijo el coautor principal Jihoon Lee, estudiante de posgrado en el Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson. «Hemos analizado miles de marcadores biológicos relacionados con las vías metabólicas que subyacen al sistema inmunológico y hemos encontrado algunas pistas sobre qué cambios inmuno-metabólicos pueden ser fundamentales en una enfermedad grave. Nuestra esperanza es que estas observaciones sobre la función inmunológica ayuden a otros a reconstruyendo la respuesta al COVID-19. La comprensión más profunda que se obtenga aquí podría eventualmente conducir a mejores terapias que puedan apuntar con mayor precisión a los cambios inmunes o metabólicos más problemáticos «.

Los investigadores recolectaron 374 muestras de sangre, dos extracciones por paciente durante la primera semana después de ser diagnosticadas con infección por SARS-CoV-2, y analizaron su plasma y células inmunes individuales. El análisis incluyó 1.387 genes implicados en las vías metabólicas y 1.050 metabolitos plasmáticos.

En muestras de plasma, el equipo descubrió que el aumento de la gravedad de COVID-19 se asocia con alteraciones de metabolitos, lo que sugiere un aumento de la actividad inmunológica. Además, a través de la secuenciación de una sola célula, los investigadores encontraron que cada tipo principal de célula inmunitaria tiene una firma metabólica distinta.

«Descubrimos que la reprogramación metabólica es altamente específica para clases individuales de células inmunes (por ejemplo, células T CD8 + ‘asesinas’, células T CD4 + ‘auxiliares’, células B secretoras de anticuerpos, etc.) e incluso subtipos de células y el complejo metabolismo la reprogramación del sistema inmunológico está asociada con el metaboloma plasmático global y predice la gravedad de la enfermedad e incluso la muerte del paciente ”, dijo el coautor y coautor correspondiente, el Dr. Yapeng Su, investigador del Instituto de Biología de Sistemas. «Un conocimiento tan profundo y clínicamente relevante sobre la reprogramación metabólica sofisticada dentro de nuestros sistemas inmunes heterogéneos son imposibles de lograr sin un análisis multi-ómico unicelular avanzado».

«Este trabajo proporciona información significativa para el desarrollo de tratamientos más efectivos contra COVID-19. También representa una barrera tecnológica importante», dijo el Dr. Jim Heath, presidente y profesor de la ISB y coautor correspondiente del artículo. «Muchos de los conjuntos de datos recopilados de estos pacientes tienden a medir aspectos muy diferentes de la enfermedad y se analizan de forma aislada. Por supuesto, a uno le gustaría que estas diferentes vistas contribuyan a una imagen general del paciente. El enfoque descrito aquí permite la suma de los diferentes conjuntos de datos es mucho más grande que las partes y proporciona una interpretación mucho más rica de la enfermedad «.

La investigación fue realizada por científicos de ISB, Fred Hutchinson Cancer Research Center, Stanford University, Swedish Medical Center St. John’s Cancer Institute en Saint John’s Health Center, University of Washington, Howard Hughes Medical Institute.

Los fondos para este proyecto provienen de Merck y la Autoridad de Investigación y Desarrollo Biomédico Avanzado (BARDA), Wilke Family Foundation, MJ Murdock Charitable Trust, Swedish Medical Center Foundation, Parker Institute for Cancer Immunotherapy, Gilead, Amazon Web Services y por los Institutos Nacionales de Salud.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Instituto de Biología de Sistemas. Nota: El contenido se puede cambiar según el estilo y la longitud.

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