#UPNAResponde/#NUPekErantzun: ¿Cómo nos invade el coronavirus? El primer encuentro del virus con nuestras células

Responde: Antonio G. Pisabarro De Lucas, catedrático de Microbiología en el Departamento de Ciencias de la Salud y director del Instituto IMAB (Institute for Multidisciplinary Research in Applied Biology-Instituto de Investigación Multidisciplinar en Biología Aplicada) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA).

En episodios anteriores (ver más abajo las entradas precedentes), hemos visto qué son los virus, cómo es el SARS-CoV2 y cómo son las células a la que va a infectar. Hoy vamos a ver qué ocurre en el primer encuentro del virus con nuestras células.

Como sabemos, el coronavirus SARS-CoV2, causante de la enfermedad que llamamos COVID19, utiliza la proteína S de su corona, la espina, para unirse a la proteína ACE2 de la superficie de las células que va a infectar. El virus puede entrar en nuestro cuerpo por varias vías: por inhalación de microgotas del aire portadoras del patógeno o porque ponemos el virus nosotros mismos en la nariz o en la boca al tocárnoslas con la mano contaminada por el virus. ¿Cómo ocurre la infección? ¿Cómo nos invade el virus?

Supongamos que nos llevamos la mano a la boca y que, antes, hemos tocado algo contaminado con el virus. Se ha comprobado que las células que recubren el interior de la boca y la superficie de la lengua expresan el gen de ACE2 que produce la proteína receptora del virus. Esta expresión es especialmente alta en las células de la lengua. Es decir: al pasar la lengua por los labios que hemos podido contaminar con el virus, le damos a este la oportunidad de infectar las primeras células de nuestro cuerpo. Desde estas primeras células, el virus seguirá progresando hasta alcanzar otros territorios aún más favorables para su multiplicación. Si en vez de tocarnos la cara lo que ocurre es que inhalamos el virus, este llegará a nuestras vías respiratorias superiores (fosas nasales, faringe, tráquea) donde entre el 50 y el 80% de las células son del tipo llamado de células ciliadas que también tienen en su superficie la proteína ACE2 que usa el virus para invadir. Por tanto, en ambos casos, a través de la boca o a través de la nariz, el virus puede encontrar células con la proteína ACE2 en sus superficies. Proteína a la que se agarrará la espina del virus para infectarla y dar así inicio a la enfermedad.

No está muy claro cuántos virus es necesario inhalar o ponerse en las mucosas de la nariz o de la boca para que se ponga en marcha la enfermedad; pero, teniendo en cuenta estudios realizados en virus similares (como el que causó la epidemia del SARS en 2003), se estima que, con unos pocos cientos de virus, se puede desencadenar la enfermedad. Estos virus pioneros lograrán infectar solo unas pocas células susceptibles; pero, a partir de ahí, se producirán más virus que, cuando salgan de la célula que infectaron en primer lugar, invadirán las células vecinas o viajarán en la corriente que lleva el aire hacia el interior de nuestras vías respiratorias. Hasta llegar a los alveolos.

Tampoco se conoce el tiempo necesario para que una célula infectada produzca las copias del SARS-CoV2; pero, teniendo en cuenta lo que se sabe de su virus hermano que produjo la epidemia de SARS en 2003, podemos estimar que necesita entre 12 y 24 horas de trabajo de la célula invadida y secuestrada. Cada célula infectada puede producir millones de virus antes de morir. Por esto, la infección progresará de forma explosiva a partir del momento inicial, si no la detiene nadie.

Entrada del virus a la célula

Ilustración: Manuel Álvarez García.

¿Cómo entra el virus en la primera célula? Una de las imágenes más usadas en biología al hablar de la interacción entre dos proteínas es la de la llave y la cerradura: la llave que tiene el coronavirus (la espina de la que ya hemos hablado varias veces) debe encajar en la cerradura de la célula (la proteína ACE2 de su superficie) para poder entrar en su interior. De esta forma, cuando la espina se une a la proteína ACE2 se dispara el proceso de entrada: la célula rompe entonces la espina usando una proteasa (esto es, otra proteína que funciona como una tijera para cortar proteínas). Esta rotura lleva al virus a tocar la célula y, entonces, a que se funda su membrana (recuerden que lleva una gabardina sustraída de la célula donde nació) con la de la célula que va a infectar como se funden dos gotas de agua que escurren lentamente por la ventana en un día de lluvia para formar una gota mayor. Esta fusión permite la entrada del virus en el interior de la célula.

La verdad es que la idea de romper la espina le sale cara a la célula. Si no la rompiera, el virus no entraría. ¿Qué proteína es esa que rompe la espina con buena voluntad, pero tan mal resultado? Voy a ahorrarles el nombre; sin embargo, vamos a decir que es una proteína que no tenemos muy claro para qué sirve (si se elimina en los ratones usados en un sistema experimental modelo, no pasa nada relevante). Sin embargo, es una proteína que suele aparecer cuando no debe: también participa en activar la infección por otros virus, incluyendo el virus de la gripe, y aparece unida a otra proteína en tumores de próstata (donde tampoco se sabe qué hace). Por último,  y para sembrar más confusión, su expresión, su abundancia, responde a hormonas masculinas. En realidad, sabemos muy poco de lo que pasa en nuestras células…

Ya es tarde. En un siguiente artículo, veremos qué pasa cuando el virus entra dentro de la célula que infecta.

Mientras tanto, cuídense.

 

Nota 1: listado de artículos del catedrático Antonio G. Pisabarro De Lucas sobre el coronavirus.

1. ¿Qué es el coronavirus?

2. Coronavirus: ¿cómo es el “malo” de esta película?

3. ¿Quiénes son las primeras víctimas del ataque del coronavirus?

4. ¿Cómo nos invade el virus? El primer encuentro del virus con nuestras células (presente artículo)

5. ¿Cómo secuestra el coronavirus la célula?

6. ¿Cómo sabe el sistema inmune que una célula está infectada por el coronavirus? Diario de la resistencia. Día 1

7. ¿Cómo se producen los primeros síntomas de la enfermedad covid-19? Fuego y explosiones en el inicio de la batalla

8. ¿Qué es la tormenta de citoquinas? Diario de resistencia ante el coronavirus

9. ¿Cómo se producen los anticuerpos contra el coronavirus?

10. ¿Qué son los linfocitos T y cómo luchan contra las células infectadas? Los linfocitos responsables de la lucha célula a célula

11. ¿Por qué afecta el coronavirus de forma diferente a distintas personas? Preguntas esperando respuestas

12. ¿Por qué afecta el coronavirus de forma tan grave a las personas más mayores? Preguntas esperando respuestas

13 y siguientes. Se pueden localizar con el buscador de la parte superior derecha.

Nota 2: las personas interesadas podrán plantear a investigadores de la UPNA cuestiones relacionadas con el coronavirus o el estado de alarma a través del correo electrónico vicerrectorado.proyeccionuniversitaria@unavarra.es, incluyendo en el asunto #UPNAResponde/#NUPekErantzun.