La evidencia emergente apunta hacia una relación intrincada entre la pandemia de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) y la diabetes. Si bien la diabetes preexistente se asocia con COVID-19 grave, no está claro si la gravedad de COVID-19 es una causa o consecuencia de la diabetes.

Para vincular mecánicamente COVID-19 con la diabetes, probamos si las células β pancreáticas productoras de insulina pueden ser infectadas por el SARS-CoV-2 y causar el agotamiento de las células β.

Encontramos que el receptor de SARS-CoV-2, ACE2 y factores de entrada relacionados (TMPRSS2, NRP1, TRFC) se expresan en células β, con una expresión selectivamente alta de NRP1. Descubrimos que el SARS-CoV-2 infecta las células β pancreáticas humanas en pacientes que sucumbieron al COVID-19 e infecta selectivamente las células β de los islotes humanos in vitro.

Demostramos que la infección por SARS-CoV-2 atenúa los niveles y la secreción de insulina pancreática e induce la apoptosis de las células β, cada una rescatada por la inhibición de NRP1. El análisis de la vía fosfoproteómica de los islotes infectados indica una señalización de células β apoptóticas, similar a la observada en la diabetes tipo 1 (T1D).

En resumen, nuestro estudio muestra que el SARS-CoV-2 puede inducir directamente la muerte de las células β.

Los informes clínicos emergentes han observado un aumento significativo de la hiperglucemia de inicio reciente, cetoacidosis diabética (CAD) y diabetes en pacientes con COVID-19. Comprender cómo el SARS-CoV-2 afecta el funcionamiento normal del páncreasis, una necesidad urgente insatisfecha con implicaciones fundamentales para la salud.

En este estudio, descubrimos que el SARS-CoV-2 infecta preferentemente las células β en islotes pancreáticos humanos aislados ex vivo y en pacientes que sucumbieron a COVID-19. Sobre la base de estudios recientes que identificaron niveles bajos de expresión de ACE2 en islotes pancreáticos, observamos que tanto ACE2 como TMPRSS2 se expresan de manera modesta en células β. Es importante destacar que descubrimos la expresión selectiva de otros factores de entrada críticos del SARS-CoV-2, NRP1 y TFRC, en células β. Proponemos que este enriquecimiento de NRP1 y posiblemente TFRC es un mecanismo potencial subyacente al tropismo del SARS-CoV-2 para las células β.

Se necesitarán más estudios que incorporen reactivos más robustos, como anticuerpos bien validados, para comprender mejor las funciones adicionales de otros factores implicados en la entrada del SARS-CoV-2, incluidos TMPRSS4, furina y sulfato de heparano. Se ha demostrado que el sulfato de heprano, en particular, se expresa altamente en las células β pancreáticas y juega un papel importante en la regulación de la supervivencia de las células beta y sería otro candidato principal para determinar Tropismo del SARS-CoV-2 para las células β.

Aunque identificamos un mecanismo que explica la muerte celular selectiva de células β, muchos detalles de cómo el virus migra al páncreas en pacientes con COVID-19 grave siguen sin estar claros. Sospechamos que después de la infección inicial de las vías respiratorias superiores y la expansión secundaria del virus a los pulmones, las partículas virales pueden ser captadas por la vasculatura y propagarse a órganos vascularizados como el páncreas, el riñón y el cerebro. A partir de ahí, la ruta de salida vascular y la entrada viral al tejido mismo puede requerir pasos o condiciones previas adicionales para favorecer el ataque viral de tejidos secundarios como el páncreas.

Sería valioso evaluar los registros del paciente para determinar el momento de inicio de COVID-19. La neumonía inducida, que marca una infección pulmonar grave, se compara con la evolución de la hiperglucemia como un marcador de daño pancreático y un efecto similar a la diabetes sobre la secreción de insulina.