El coronavirus puede infectar las células especializadas que mantienen el ritmo del corazón. Al alterarlas, se puede desencadenar un proceso de autodestrucción dentro de las células y generar arritmias, según un estudio preclínico codirigido por investigadores de Weill Cornell Medicine, NewYork-Presbyterian y la Facultad de Medicina Grossman de la NYU. Los resultados ofrecen una posible explicación de las arritmias cardíacas que se observan habitualmente en los pacientes con infección por SARS-CoV-2.
El estudio fue publicado en la revista especializada Circulation Research de la Asociación Estadounidense del Corazón. Los investigadores utilizaron un modelo animal y células humanas derivadas de células madre para demostrar que el coronavirus SARS-CoV-2 puede infectar fácilmente las células que son el marcapasos natural del corazón y conforman el llamado “nódulo sinusal o sinoauricular”.
Son un grupo de células especializadas, ubicado en la parte superior de la aurícula derecha, que produce los impulsos eléctricos que se propagan por el corazón hasta llegar al músculo ventricular y que estimulan la contracción del corazón. Este órgano del cuerpo humano bombea casi 5 litros de sangre por el organismo por minuto. Incluso en reposo, el corazón late (se dilata y contrae) entre 60 y 80 veces por minuto.
Se sabe que en algunas personas, las arritmias son un defecto congénito, es decir que nacen con este problema. Algunas enfermedades, la presión arterial alta y la hemocromatosis (acumulación de hierro en el organismo), pueden contribuir a las arritmias. Además, el estrés, la cafeína, el tabaco, el alcohol y algunos medicamentos de venta libre para la tos y los catarros pueden afectar al ritmo natural de los latidos del corazón.
La nueva investigación fue desarrollada por científicos de la institución Weill Cornell Medicine en los Estados Unidos. Los resultados asombraron a los expertos. “Se trata de una vulnerabilidad sorprendente y aparentemente única de estas células: hemos estudiado otros tipos de células humanas que pueden ser infectadas por el coronavirus SARS-CoV-2, incluso células del músculo cardíaco, pero sólo hemos encontrado signos de ferroptosis en las células de los marcapasos”, afirma el Dr. Shuibing Chen, coautor del estudio y profesor de biología química en cirugía y de biología química en bioquímica en Weill Cornell Medicine.
Lo que encontraron es que si una persona se contagia el coronavirus y desarrolla la infección, se puede desencadenar un proceso denominado “ferroptosis”, en el que las células se autodestruyen pero también producen moléculas reactivas de oxígeno que pueden afectar a las células cercanas.
Antes se habían observado casos de arritmias que incluyen ritmos cardíacos demasiado rápidos (taquicardia) y demasiado lentos (bradicardia) entre muchos pacientes de COVID-19, y múltiples estudios han relacionado estos ritmos anormales con peores resultados de COVID-19. Sin embargo, no estaba claro cómo la infección por el coronavirus podía causar estas arritmias.
En el nuevo estudio, los investigadores, entre los que se encuentra el doctor Benjamin tenOever, que forma parte de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, examinaron hámsters dorados -uno de los únicos animales de laboratorio que desarrollan de forma fiable signos similares a los del COVID-19 por el coronavirus. Encontraron pruebas de que, tras la exposición nasal, el virus puede infectar las células de la unidad natural de marcapasos cardíaco, conocida como nodo sinoauricular.
Para estudiar los efectos del coronavirus en las células marcapasos con más detalle y con células humanas, los investigadores utilizaron técnicas avanzadas de células madre para inducir la maduración de células madre embrionarias humanas hasta convertirlas en células muy parecidas a las del nódulo sinoauricular.
Demostraron que esas células marcapasos humanas inducidas expresan el receptor ACE2 y otros factores que el coronavirus utiliza para entrar en las células y son fácilmente infectadas. Los investigadores también observaron un gran aumento de la actividad de los genes inmunitarios inflamatorios en las células infectadas.
Sin embargo, el hallazgo más sorprendente del equipo fue que las células marcapasos, en respuesta al estrés de la infección, mostraban claros signos de un proceso de autodestrucción celular llamado “ferroptosis”. Ese proceso implica acumulación de hierro y la producción desbocada de moléculas reactivas de oxígeno que destruyen las células. Los científicos lograron revertir estos signos en las células utilizando compuestos que se sabe que se unen al hierro e inhiben la ferroptosis.
“Este hallazgo sugiere que algunas de las arritmias cardíacas detectadas en los pacientes con COVID-19 podrían estar causadas por daños causados por la ferroptosis en el nódulo sinoauricular”, afirma el doctor Robert Schwartz, coautor del estudio, profesor asociado de medicina en la División de Gastroenterología y Hepatología de Weill Cornell Medicine y hepatólogo del NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center.
Aunque en principio los pacientes con COVID-19 podrían ser tratados con inhibidores de la ferroptosis específicamente para proteger las células del nódulo sinoauricular, serían preferibles los fármacos antivirales que bloquean los efectos de la infección en todos los tipos de células, dijeron los investigadores. Los investigadores tienen previsto seguir utilizando sus modelos celulares y animales para investigar los daños del nódulo sinoauricular en COVID-19.
“Hay otros síndromes de arritmia sinoauricular en humanos que podríamos modelar con nuestra plataforma”, afirmó el doctor Todd Evans, otro de los coautores del estudio, catedrático de cirugía Peter I. Pressman y decano asociado de investigación en Weill Cornell Medicine. “Y, aunque actualmente los médicos pueden utilizar un marcapasos electrónico artificial para sustituir la función de un nodo sinoauricular dañado, aquí existe el potencial de utilizar células sinoauriculares como las que hemos desarrollado como una terapia de marcapasos alternativa, basada en células”.
Consultado por Infobae, el médico cardiólogo Mario Boskis, de la Sociedad Argentina de Cardiología, comentó: “El nuevo estudio realizado en los Estados Unidos nos ayuda a entender un poco mas la capacidad que tiene el coronavirus para generar artitmias. Al infectar al nódulo sinusal, el centro “generador” de nuestro ritmo cardíaco, el coronavirus podria ser responsable de inducir daños importantes en su arquitectura celular. Eso da como resultado una disminución de la frecuencia cardíaca o bradicardia”.
Con respecto a los posibles tratamientos, el doctor Boskis señaló: “Si la arritmia es muy severa, el tratamiento es el implante de un marcapaso cardíaco. La utilización de drogas como la deferoxamina o el Imatinib demostraron en este estudio en cultivos celulares que podrían tener efecto protector sobre el nódulo sino-auricular, pero aún falta demostrar si ese efecto se cumple en los pacientes. Por lo pronto, se debe estar atentos en pacientes con Covid, a la generación de arritmias que pueden ser potencialmente malignas, por ejemplo en casos que desencadene una miocarditis inflamatoria”.