Marcadores plasmáticos de gravedad de COVID-19: un estudio piloto

by | Dic 13, 2022 | 0 comments

Resumen

Fondo

Los pacientes infectados por SARS-CoV-2 muestran presentaciones clínicas heterogéneas que van desde síntomas leves hasta insuficiencia respiratoria grave y muerte. En consecuencia, varios marcadores reflejan este amplio espectro de presentaciones de la enfermedad.

Métodos

Nuestra cohorte piloto incluyó pacientes con COVID-19 moderado (n = 10) y grave (n = 10) y 10 controles sanos. Determinamos los niveles plasmáticos de nueve proteínas de fase aguda (APP) por nefelometría, y de longitud completa (M65), citoqueratina 18 escindida con caspasa (M30) y ADAMTS13 (una metaloproteasa similar a la desintegrina y con motivo 13 de trombospondina tipo 1) por ELISA. Además, examinamos la N-glicosilación de plasma completo mediante electroforesis en gel capilar acoplada a detección de fluorescencia inducida por láser (CGE-LIF).

Resultados

En comparación con los controles, los pacientes con COVID-19 tenían concentraciones significativamente más bajas de ADAMTS13 y albúmina (ALB) pero más altas de M30, M65, glicoproteína ácida α1 (AGP), antitripsina α1 (AAT), ceruloplasmina (CP), haptoglobina (HP) , y proteína C reactiva de alta sensibilidad (hs-CRP). Las concentraciones de α1-antiquimotripsina (ACT), α2-macroglobulina (A2MG) y proteínas séricas de amiloide A (SAA) no difirieron. Encontramos niveles significativamente más altos de AAT y M65 pero ALB más bajos en pacientes con COVID-19 grave en comparación con moderados. El análisis de N-glucano del proteoma sérico reveló niveles elevados de oligomanosa y glucanos diantenarios sialilados y una disminución de glucano diantenario no sialilado A2G2 en pacientes con COVID-19 en comparación con los controles.

Conclusiones

Los cambios en los niveles y la N-glicosilación de proteínas plasmáticas específicas asociadas con COVID-19 resaltan la complejidad del proceso inflamatorio y otorgan más investigaciones.

Introducción

La enfermedad por coronavirus de 2019 (COVID-19) es causada por el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2). La mayoría de las personas infectadas experimentan síntomas respiratorios de leves a moderados y se recuperan sin necesidad de cuidados especiales. Sin embargo, algunas personas se enferman gravemente o mueren. En general, las personas mayores y las personas con otras afecciones médicas como obesidad, enfermedades cardiovasculares, diabetes, enfermedades respiratorias crónicas o cáncer tienen más probabilidades de desarrollar enfermedades graves. El amplio espectro de presentaciones clínicas de los pacientes infectados por SARS-CoV-2 implica la participación de muchas vías biológicas, como inmunológica, inflamatoria y coagulativa, y biomarcadores relacionados con esas vías. Los datos acumulados muestran que, en respuesta a la infección por SARS-CoV-2, se producen cambios globales en la síntesis de proteínas, el procesamiento y las modificaciones postraduccionales, como la fosforilación y la glicosilación. [1]. Algunos de estos cambios podrían reflejar la gravedad de COVID-19. Hasta ahora, los cambios en las concentraciones de dímero D, troponina I cardíaca, biomarcadores renales, como la urea sérica, la creatinina y los marcadores de la tasa de filtración glomerular, la proteína C reactiva (PCR), la ferritina y ciertas citocinas/quimiocinas pueden tener valor diagnóstico. [2,3,4]. Varios estudios informaron que los niveles circulantes de patrones moleculares asociados con el daño, como la relación M30/M65 del fragmento de queratina citoesquelética-18 (CK18) (un indicador de la apoptosis celular en relación con la muerte celular total), HMGB-1 o el ADN mitocondrial también pueden reflejar la gravedad de los pacientes con COVID-19 [5,6,7]. La actividad de ADAMTS13 (una desintegrina y metaloproteasa con motivo 13 de trombospondina tipo 1), un regulador de la disrupción del multímero del factor de von Willebrand (VWF), generalmente disminuye con el aumento de la extensión de las respuestas inflamatorias. [8]. Datos recientes muestran que la relación entre la actividad del antígeno VWF (VWF:Ag) y ADAMTS13 está fuertemente asociada con la gravedad del SARS-CoV-2 [9].

Los altos niveles de citocinas proinflamatorias también se relacionan con la gravedad y los malos resultados en la infección por SARS-CoV-2 [10, 11]. Por ejemplo, los niveles de IL-6 aumentan bruscamente en manifestaciones graves de COVID-19. Un metanálisis que revisó seis estudios informó que las concentraciones medias de IL-6 son 2,9 veces más altas en pacientes con enfermedad COVID-19 grave en comparación con aquellos con enfermedad no grave [12]. De hecho, la IL-6 es la única citocina que afecta la síntesis hepática y la secreción de todo el espectro de proteínas de fase aguda (APP) [13]. Otras citocinas inflamatorias, como IL-1β y TNFα, modulan la síntesis de APP específicas y pueden tener efectos aditivos o inhibidores sobre las expresiones de APP inducidas por IL-6 [14]. A su vez, la síntesis de APP puede verse influenciada por la insulina, la dexametasona y el glucagón. [15].

Como se mencionó anteriormente, la proteína C reactiva (PCR) se puede utilizar como marcador de diagnóstico que refleja la gravedad y el pronóstico de COVID-19 [16, 17]y los niveles de CRP son útiles para diferenciar entre infecciones virales y bacterianas [18, 19]. La disminución de la albúmina sérica, que es un APP negativo, también se sugiere como un marcador de la gravedad de la infección por SARS-CoV-2 [20].

Algunos estudios revelan que la glicosilación de proteínas del huésped también se altera con la infección por SARS-CoV-2. Por ejemplo, los pacientes críticamente enfermos desarrollan altas concentraciones de anticuerpos IgG donde el N-glucano conservado en el dominio Fc no está fucosilado, lo que provoca una tormenta de citoquinas amplificada. [21]. El patrón de glicosilación de AAT también se modifica en casos graves de COVID-19, lo que afecta las propiedades antiinflamatorias de la proteína AAT [22].

Las alteraciones en los niveles de proteínas plasmáticas humanas y/o sus formas moleculares indican cambios fisiopatológicos causados ​​por diversas enfermedades, incluidas las infecciones virales. Por lo tanto, las proteínas del hospedador podrían no solo brindar información valiosa sobre la patogenia de enfermedades, incluida la COVID-19, sino que también podrían ser útiles como biomarcadores clínicos, ya sea individualmente o en combinación, para monitorear y evaluar el desarrollo de la enfermedad. Para explorar el valor clínico de las proteínas inflamatorias plasmáticas, inscribimos a veinte pacientes con COVID-19, con síntomas moderados o graves y diez controles sin COVID-19. Realizamos un análisis de N-glicosilación de proteínas plasmáticas completas y medimos los niveles plasmáticos de M30 y M65, como marcadores de muerte celular, ADAMTS13, como marcador que limita la formación de trombos ricos en plaquetas, y varias APP, incluida la albúmina (ALB), la glicoproteína ácida α1 (AGP), α1-antitripsina (AAT), ceruloplasmina (CP), haptoglobina (HP), proteína C reactiva de alta sensibilidad (hs-CRP), α2-macroglobulina (A2MG), α1-antiquimotripsina (ACT) y amiloide sérico A (SAA). Esperábamos que, además de los informes anteriores, los resultados de este estudio piloto pudieran confirmar y/o descubrir marcadores plasmáticos candidatos asociados con la gravedad de los síntomas de la COVID-19.

material y métodos

Pacientes y biomaterial

Las muestras de plasma preparadas a partir de sangre con ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) se obtuvieron del Biobanco Unificado de Hannover (HUB). El comité de ética de la Escuela de Medicina de Hannover (MHH) (voto de ética 9001_BO_K) aprobó la recolección de muestras. El procesamiento y almacenamiento de las muestras se realizó siguiendo los procedimientos estándar de HUB descritos por Kopfnagel et al. [23]. Para el análisis se dispuso de muestras de plasma de 20 pacientes: 10 de pacientes con COVID-19 grave; y 10 de pacientes con enfermedad COVID-19 moderadamente grave. Se obtuvieron muestras de plasma de 10 donantes sanos de la misma edad del biobanco HUB, recolectadas en el marco de una cohorte sana establecida por diferentes biobancos del norte de Alemania. [24]. Para esta cohorte, se llevó a cabo el reclutamiento guiado por SOP descentralizado de voluntarios sanos sin enfermedades aparentes. Las muestras se recolectaron entre febrero de 2018 y octubre de 2018. De acuerdo con los criterios de inclusión, se incluyeron voluntarios adultos (≥ 18 años) y sanos de raza caucásica. Los controles sanos no tenían terapia con esteroides o antibióticos sistémicos e infección del tracto respiratorio en el último mes, asma, enfermedades autoinmunes, enfermedad pulmonar obstructiva crónica grave y muy grave, GOLD (Iniciativa global para la enfermedad pulmonar obstructiva crónica, http://www.goldcopd.orgversión 2010), diabetes mellitus, embarazo o lactancia, tuberculosis activa (actual o pasada) e inmunosupresión (adquirida, iatrogénica o congénita).

Humano M30…

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