Investigadores españoles desgranan el mapa espacial del pulmón que revela los mecanismos celulares que impulsan el daño y la fibrosis en casos de Covid-19 grave. El estudio liderado por científicos del Institut de Recerca Sant Pau (IR Sant Pau), como Manel Esteller, con la participación de diferentes instituciones españolas y europeas ha revelado que el covid grave no provoca únicamente daño celular, sino una "reorganización profunda del tejido pulmonar".
Esteller, jefe del grupo de Epigenética del Cáncer del IR Sant Pau, profesor de investigación Icrea y catedrático de Genética en la Universitat de Barcelona, asegura que el covid grave hace que "cambien las poblaciones de células presentes, su distribución y las señales que intercambian entre sí, y esta combinación nos ayuda a entender mejor cómo progresa el daño y por qué se puede acabar produciendo una fibrosis tan intensa".
Los autores analizaron el tejido pulmonar procedente de 19 pacientes muertos por Covid-19, siete de ellos con daño alveolar difuso (DAD) agudo y doce con DAD proliferativo, junto con muestras pulmonares control. El DAD es la lesión pulmonar que aparece en formas graves de síndrome de dificultad respiratoria aguda y constituye una de las principales alteraciones observadas en los casos mortales de Covid-19.
Mecanismos de reparación
El estudio, publicado en Nature Communications, parte del estudio de 91.068 regiones microscópicas del tejido pulmonar y los investigadores utilizaron como referencia el Human Lung Cell Atlas para identificar y localizar 45 tipos celulares. A diferencia de los análisis transcriptómicos convencionales, que requieren disgregar el tejido y hacen que se pierda la organización original, la transcriptómica espacial conserva la posición de cada región analizada y permite relacionar la expresión de los genes con la arquitectura del pulmón.
El análisis muestra que la progresión desde el pulmón normal hacia el DAD agudo y posteriormente el proliferativo va acompañada de una transformación profunda de la composición celular del tejido. Entre las células epiteliales, los investigadores observaron una disminución de los neumocitos alveolares de tipo 1 (AT1), responsables de buena parte del intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre el pulmón y la sangre. En cambio, aumentaban los neumocitos de tipo 2 en el DAD proliferativo. Estas células pueden proliferar y actuar como progenitores de los AT1 después de una lesión, de manera que este incremento refleja la puesta en marcha de mecanismos de reparación del epitelio alveolar.
"A medida que avanza el daño vemos que se pierden células esenciales para el funcionamiento normal del pulmón, como las células endoteliales de los capilares o las células natural killer, mientras aumentan determinadas poblaciones de macrófagos y, de forma especialmente marcada, los fibroblastos peribronquiales", explica Esteller. "Estos fibroblastos no solo se vuelven mucho más abundantes, sino que, además, se reorganizan formando nichos específicos dentro del tejido, un cambio que está estrechamente relacionado con la respuesta fibrótica que observamos en las fases más avanzadas de la enfermedad", agrega.
De esta forma, este trabajo ofrece "una visión mucho más completa de lo que pasa dentro del pulmón en las formas más graves de Covid-19, porque podemos observar al mismo tiempo qué células están presentes, dónde se encuentran y cómo se comunican", destaca Esteller. "Pero, más allá de esta enfermedad concreta, demuestra el potencial de la transcriptómica espacial para estudiar cómo se organiza un tejido enfermo y para identificar mecanismos que pueden quedar ocultos cuando analizamos las células de forma aislada", sentencia.