Pathological inflammation in patients with COVID-19: a key role for monocytes and macrophages. Martes 9 de junio

Pathological inflammation in patients with COVID-19: a key role for monocytes and macrophages



Authors: Miriam Merad & Jerome C. Martin 

Abstract


The COVID-19 pandemic caused by infection with SARS-CoV-2 has led to more than 200,000 deaths worldwide. Several studies have now established that the hyperinflammatory response induced by SARS-CoV-2 is a major cause of disease severity and death in infected patients. Macrophages are a population of innate immune cells that sense and respond to microbial threats by producing inflammatory molecules that eliminate pathogens and promote tissue repair. However, a dysregulated macrophage response can be damaging to the host, as is seen in the macrophage activation syndrome induced by severe infections, including in infections with the related virus SARS-CoV. Here we describe the potentially pathological roles of macrophages during SARS-CoV-2 infection and discuss ongoing and prospective therapeutic strategies to modulate macrophage activation in patients with COVID-19.


10.1038/s41577-020-0331-4

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  1. Inflamación patológica en pacientes con COVID-19: un papel clave para monocitos y macrófagos

    Este es un artículo publicado en la revista Nature el 6 de mayo de 2020

    Importancia del tema:
    • Los factores que desencadenan enfermedades graves en personas infectadas con SARS-CoV-2 no se comprenden completamente y el desarrollo gravedad no parece estar relacionado únicamente con la carga viral y podría implicar una respuesta inmunitaria defectuosa.
    • Se cree que una respuesta inflamatoria excesiva al SARS-CoV-2 es una causa importante de gravedad de la enfermedad y muerte en pacientes con COVID-19 y se asocia con altos niveles de citocinas circulantes, linfopenia profunda e infiltración de células mononucleares en los tejidos.
    • Es necesario comprender mejor los fundamentos inmunológicos de las respuestas en pacientes infectados con SARS-CoV-2 para identificar mejor los objetivos terapéuticos.
    Objetivo:
    • Discutir la naturaleza de las respuestas inflamatorias que se han detectado hasta ahora en pacientes con COVID-19; Destacando el rol de monocitos y macrófagos.

    Hiperinflamación en COVID-19 grave
    • Casi todos los pacientes con COVID-19 presentan compromiso pulmonar, como lo demuestra la radiografía de tórax, mientras que las complicaciones graves, como el SDRA y la muerte, solo se observan en un subgrupo de pacientes.
    • La edad avanzada y la presencia de comorbilidades son factores de riesgo para una mayor gravedad de la enfermedad pero esta también se puede observar en jóvenes sin comorbilidades
    • La gravedad se ha asociado con: Niveles más altos de marcadores inflamatorios en la sangre (incluyendo proteína C reactiva, ferritina y dímeros D), un aumento de la proporción de neutrófilos a linfocitos y un aumento de los niveles séricos de varias citocinas y quimiocinas inflamatorias.
    • Hay aumento de IL-6, IL-7, TNF, CCL2, CCL3 y CXCL10
    • Esta ha llevado a la hipótesis de que la activación desregulada del compartimento de fagocitos mononucleares (MNP) contribuye a la hiperinflamación asociada a COVID-19
    • Tambien se ha observado una linfopenia global de células T, que es más pronunciada en los linfocitos T CD8 +
    • Esto puede deberse a su reclutamiento masivo en tejidos inflamados o el uso de esteroides para mitigar la inflamación
    • Pero también se ha observafo un aumento de la expresión del receptor de muerte FAS, lo que sugiere que la muerte celular inducida por activación (AICD) puede causar linfopenia de células T.

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  2. Monocitos y macrófagos en COVID-19
    Hallazgos en liquido de lavado broncoalveolar:
    • Rico en CCL2 y CCL7 (quimiocinas que son potentes en el reclutamiento de monocitos CCR2 +)
    • Mayores proporciones de MNP, con estas células representando hasta el 80% del total de células BALF en pacientes con COVID grave -19 en comparación con solo aproximadamente el 60% en pacientes con COVID-19 leve y el 40% en controles sanos.
    • Subconjunto de macrófagos enriquecidos en genes asociados con la reparación de tejidos que promueven la generación de fibrosis.
    Hallazgos histopatológicos postmortem:
    • Las poblaciones de macrófagos subcapsulares y esplénicos de la zona marginal de los ganglios linfáticos expresan el receptor de entrada ACE2 del SARS-CoV-2
    • Es posible que la expresión de ACE2 en los macrófagos pueda desencadenarse por señales inflamatorias como el interferón tipo I.
    • Se encontró que los macrófagos que contenían partículas virales de SARS-CoV-2 expresaban IL-6, y la presencia de macrófagos IL-6 + se asoció con un agotamiento de los linfocitos del bazo y los ganglios linfáticos.

    Activación de macrófagos en el SARS
    • Los mecanismos potencialmente impicados en el daño pulmonar incluyen: altas tasas de replicación viral (citólisis y producción de citocinas y quimiocinas inflamatorias por las células epiteliales infectadas); inducción retardada de respuestas antivirales de interferón debido a mecanismos de escape de virus; una acumulación excesiva de monocitos, macrófagos y neutrófilos en los pulmones
    • La activación sostenida de monocitos infiltrantes y macrófagos derivados de monocitos podría estar impulsada por el interferón tipo I, el estrés oxidativo, los complejos inmunes de la proteína espiga + IgG y la activación del inflamasoma
    • Hay diferentes fuentes de activación de macrófagos que conducen al aumento de producción de citosinas inflamatorias que no solo apmplifican su propia activación sino que también desencadenan una tormenta de citoquinas.

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  3. Alteraciones de la coagulación:
    • Se han identificado como factores de mal pronostico en pacientes: ↓plaquetas, ↑ productos de degradación de la fibrina (dímero D) y anomalías de la coagulación
    • Hallazgos histológicos en necropsias de pacientes con COVID-19: microtrombos en pulmones, extremidades inferiores, manos, cerebro, corazón, hígado y riñones en pacientes con COVID-19.
    • Hay diferentes vías que llevan a la activación de la cascada de la coagulación
    • Los PAMP virales, los DAMP y las citocinas llevan a la activación de monocitos, los cuales comienzan a expresar factore tisular en su membrana
    • Las células endoteliales activadas por citocinas y partículas virales expresan quimioatrayentes y moléculas de adhesión de Mn y expresan Tambien factor tirsular en su membrana
    • El factor tisular inicia la vía extrínseca de la coagulación que culmina con depósitos de fibrina
    • Se ha identificado que en estos pacientes hay ↓ de las principales vías anticoagulantes endógenas (Inhibidor de la vía del factor tisular, la antitrombina y la proteína C)

    Perspectivas terapéuticas:
    • Con base en estos hallazgos se han implementado posibles alternativas terapéuticas que podrían mitigar la respuesta pro-inflamatoria excesiva en estos pacientes
    • Entre ellas:
    • Bloqueo de IL-6 e IL-1β solas o en combinación
    • Estrategias dirigidas a interferir con la señalización de citoquinas: inh de JAK
    • Bloqueo de CCR2 que llevaría a↓la acumulación de monocitos patológicos en los tejidos inflamados
    • Bloqueo de IFNγ

    Los monocitos y macrófagos son células clave en la fisiopatología del COVID-19 y arios de los mecanismos pro-inflamatorios en los cuales se ven implicadas estas células contribuyen a un mal pronostico en los pacientes como es el caso de la hipercoagulación. Una mejor comprensión de qué subgrupos de pacientes están en riesgo de inflamación patológica y qué vías inflamatorias están implicadas es crucial para desarrollar estrategias terapéuticas. Se deben identificar no solo las estrategias inmunomoduladoras más relevantes, sino también el momento óptimo de tales intervenciones para maximizar su efecto terapéutico

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