Evidencia única de la expresión de ACE-2 en el diafragma humano y la infiltración viral del SARS-CoV-2
Hallazgos post mortem
Una nota que no tiene desperdicio de Intramed.
Introducción
Las manifestaciones extrapulmonares del síndrome respiratorio agudo severo por coronavirus 2 (SARS-CoV-2) son ahora ampliamente reconocidas y tienen importantes implicaciones clínicas. Hasta donde sabemos, no se ha estudiado la asociación del SARS-CoV-2 con los músculos respiratorios. Esto es sorprendente, ya que los músculos respiratorios impulsan la ventilación alveolar y su debilidad provoca insuficiencia respiratoria aguda.
En pacientes críticamente enfermos sometidos a ventilación, la debilidad de los músculos respiratorios prolonga la ventilación mecánica y aumenta la mortalidad.
El objetivo de este estudio fue investigar la asociación de la enfermedad grave por coronavirus 2019 (COVID-19) con los músculos respiratorios en pacientes críticos y comparar los hallazgos con los obtenidos de pacientes críticamente enfermos no COVID-19.
Métodos
Nuestro estudio se centró en el diafragma, el principal músculo de la respiración. Se recolectaron muestras consecutivas de músculo del diafragma durante la autopsia de los cadáveres de 26 pacientes que habían estado gravemente enfermos con COVID-19 en 3 centros médicos académicos en los Países Bajos (conocidos como COVID-19 – unidad de cuidados intensivos [UCI]) en abril y mayo 2020.
Como grupo de control, se recolectaron muestras de diafragma de autopsia de los cadáveres de 8 pacientes que habían estado gravemente enfermos sin COVID-19 (denominado control-UCI).
Para los análisis se utilizaron muestras del diafragma mediocostal izquierdo.
Este estudio fue aprobado por el comité de ética médica en Amsterdam UMC, y los familiares más cercanos de los fallecidos proporcionaron el consentimiento informado por escrito. Los datos se analizaron con SPSS, versión 22 (IBM) y se visualizaron con GraphPad Prism, versión 7.0 (GraphPad). La significación estadística se estableció en p <0,05.
Resultados
La mediana de edad de los pacientes con COVID-19 – UCI fue de 71 años (rango intercuartílico, 61-74 años) y 21 (81%) eran hombres.
Veinticuatro pacientes (92,3%) recibieron ventilación mecánica invasiva durante una mediana de 12 días (rango intercuartílico, 6-25 días). El número de días que recibieron ventilación mecánica invasiva y la duración de la estadía en la UCI fueron comparables entre los pacientes con COVID-19 – UCI y control – UCI.
COVID-19: los pacientes de la UCI tenían un índice de masa corporal más alto (calculado como el peso en kilogramos dividido por la altura en metros al cuadrado) y tenían menos probabilidades de ser tratados con esteroides.
Ningún paciente de ninguno de los grupos tenía enfermedad neuromuscular preexistente.
Reportamos la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE-2) en el diafragma de pacientes con COVID-19 – UCI y control – UCI. El ACE-2 se localiza predominantemente en la membrana de miofibras, proporcionando un punto de entrada para que el SARS-CoV-2 infecte las miofibras del diafragma. Se encontró evidencia de ARN viral del SARS-CoV-2 en el diafragma en 4 pacientes (15,4%).
Otros análisis, para los que aplicamos la hibridación in situ de ARN, indicaron que el ARN viral se localizaba dentro de las miofibras del diafragma. Los análisis de secuenciación de ARN mostraron que 315 genes estaban regulados positivamente y 281 regulados negativamente en el diafragma de los pacientes de la UCI con COVID-19 en comparación con los pacientes de la UCI de control.
Los análisis posteriores de todos los genes regulados positivamente y regulados negativamente revelaron la activación de las vías de fibrosis (señalización del factor de crecimiento de fibroblastos).
De acuerdo con estos hallazgos, la fibrosis epimisial y perimisial fue más de 2 veces mayor en los diafragmas de los pacientes de la UCI de COVID-19 en comparación con los pacientes de la UCI de control.
A, panel izquierdo: ARNm de ACE-2 en muestras de diafragma determinado por reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa (qPCR) y normalizado al gen de mantenimiento TBP. Panel derecho: localización del anticuerpo α-ACE-2 con microscopía de fluoresceína en secciones transversales del diafragma; las puntas de flecha muestran la localización citosólica y de la membrana (barra = 50 μm). B, Panel izquierdo: ARN viral del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) del síndrome respiratorio agudo severo, determinado por qPCR y normalizado al gen de limpieza TBP, se detecta en el diafragma de 4 coronavirus 2019 (COVID-19) – unidad de cuidados intensivos (UCI) pacientes (pacientes 7, 9, 33 y 36). Panel derecho: la hibridación in situ usando RNAscope en el paciente nº 7 muestra partículas de virus SARS-CoV-2 intramifibras (puntos rojos, indicados con puntas de flecha); un borde de miofibra se resalta con una línea discontinua (barra = 30 μm). C, paneles de la izquierda: imágenes representativas de secciones transversales del diafragma teñidas de rojo picrosirius para resaltar la fibrosis; se muestran los pacientes nº 22 y 3 (barra = 100 μm). Panel derecho: cuantificación de la cantidad de fibrosis.
Discusión
En este estudio, proporcionamos evidencia única de la expresión de ACE-2 en el diafragma humano y la infiltración viral del SARS-CoV-2 en el diafragma de un subconjunto de pacientes con COVID-19 – UCI.
En pacientes con COVID-19 – UCI, informamos una mayor expresión de genes involucrados en la fibrosis y evidencia histológica para el desarrollo de fibrosis en el diafragma. Este fenotipo miopático era claramente diferente del de los pacientes de control-UCI, con una duración comparable de la ventilación mecánica y la estancia en la UCI.
Queda por establecer si la miopatía diafragmática es un efecto directo del SARS-CoV-2. Solo 3 pacientes del grupo control-UCI (37,5%) tenían enfermedad pulmonar viral y se desconoce la asociación de neumonía viral con los músculos del diafragma.
| Planteamos la hipótesis de que la miopatía diafragmática grave asociada con COVID-19, como se describe en este estudio, puede conducir a debilidad del diafragma y podría contribuir a la falla del destete del ventilador, disnea persistente y fatiga en pacientes con COVID-19 que sobreviven a su estadía en la UCI. |