Como a COVID-19 desencadeia uma inflamação massiva

Um estudo liderado por pesquisadores do Hospital Infantil de Boston explicou pela primeira vez por qual mecanismo a COVID-19 causa inflamação grave em algumas pessoas, levando a desconforto respiratório agudo e danos a vários órgãos. Surpreendentemente, o estudo também descobriu que os anticorpos que as pessoas desenvolvem quando contraem o vírus às vezes podem levar a mais inflamação, enquanto os anticorpos gerados pelas vacinas de mRNA contra a COVID-19 parecem não o fazer.

Os pesquisadores, liderados por Judy Lieberman, MD, PhD, e Caroline Junqueira, PhD no Boston Children's Program in Cellular and Molecular Medicine, com Michael Filbin, MD, no Massachusetts General Hospital, publicaram suas descobertas em 6 de abril na Nature.

"Queríamos entender o que distingue os pacientes com COVID-19 leve e grave", diz Lieberman. “Sabemos que muitos marcadores inflamatórios estão elevados em pessoas com doença grave e que a inflamação está na raiz da gravidade da doença, mas não sabíamos o que desencadeia a inflamação”.

Os pesquisadores analisaram amostras de sangue frescas de pacientes com COVID-19 que chegaram ao departamento de emergência do Hospital Geral de Massachusetts. Eles os compararam com amostras de pessoas saudáveis ​​e pacientes com outras doenças respiratórias. Eles também analisaram o tecido da autópsia pulmonar de pessoas que morreram de COVID-19.

Uma morte feroz de células imunes

Eles descobriram que o SARS-CoV-2 pode infectar monócitos, células imunes no sangue que atuam como "sentinelas" ou respondedores precoces à infecção, bem como macrófagos, células imunes semelhantes nos pulmões. Uma vez infectados, ambos os tipos de células sofrem uma morte feroz (chamada piroptose) que libera uma explosão de poderosos sinais de alarme inflamatórios.

"Nos pacientes infectados, cerca de 6% dos monócitos no sangue estavam morrendo de morte inflamatória", diz Lieberman. “Esse é um grande número para encontrar, porque as células que morreram são rapidamente eliminadas do corpo”.

Examinando o tecido pulmonar de pessoas que morreram pela COVID-19, descobriram que cerca de um quarto dos macrófagos no tecido estavam morrendo.

Quando os pesquisadores estudaram as células em busca de sinais de SARS-CoV-2, descobriram que cerca de 10% dos monócitos e 8% dos macrófagos pulmonares estavam infectados.

O fato de monócitos e macrófagos poderem ser infectados com SARS-CoV-2 foi uma surpresa, pois os monócitos não possuem receptores ACE2, a clássica porta de entrada do vírus, e os macrófagos possuem baixas quantidades de desses receptores. O autor do estudo acredita que a infecção de monócitos por SARS-CoV-2 pode ter sido perdida anteriormente em parte porque os pesquisadores costumam estudar amostras de sangue congeladas, nas quais não aparecem células mortas.

O estudo também mostrou que, embora o SARS-CoV-2 tenha sido capaz de infectar monócitos e macrófagos, não foi capaz de produzir novos vírus infecciosos. Os pesquisadores acreditam que as células morreram rapidamente por piroptose antes que os novos vírus pudessem se formar completamente.

"De certa forma, a absorção do vírus por essas células 'sentinelas' é protetora: elas pegam o vírus e recrutam mais células imunes", diz Lieberman. “Mas a má notícia é que todas essas moléculas inflamatórias são liberadas em pessoas que são mais propensas à inflamação, como os idosos, isso pode ficar fora de controle”.

Um certo grupo de monócitos era especialmente propenso a ser infectado: aqueles que carregavam um receptor chamado CD16. Esses monócitos “não clássicos” representam apenas cerca de 10% de todos os monócitos, mas seus números aumentaram em pacientes com COVID-19, descobriram os pesquisadores. Eles também eram mais propensos a serem infectados: cerca de metade foram infectados, em comparação com nenhum dos monócitos sanguíneos clássicos.

O receptor CD16 parece reconhecer anticorpos contra a proteína spike do SARS-CoV-2. Os pesquisadores acreditam que esses anticorpos podem realmente facilitar a infecção de monócitos que carregam o receptor. "Os anticorpos revestem o vírus e as células com o receptor CD16 absorvem o vírus", diz Lieberman.

No entanto, quando a equipe estudou pacientes saudáveis ​​que receberam vacinas de mRNA contra o SARS-CoV-2, os anticorpos que eles desenvolveram não pareciam facilitar a infecção. A razão para isso ainda não está clara; os pesquisadores acreditam que os anticorpos gerados pela vacina têm propriedades ligeiramente diferentes dos anticorpos que se desenvolvem durante a infecção e não se ligam tão bem ao receptor CD16. Como resultado, as células não absorvem o vírus.

Lieberman e colaboradores acreditam que essas descobertas podem ter implicações para o uso de anticorpos monoclonais para tratar a COVID-19, ajudando a explicar por que o tratamento funciona apenas quando administrado precocemente. "Pode ser que, mais tarde, os anticorpos ajudem a melhorar a inflamação", diz ela. "Podemos precisar examinar as propriedades dos anticorpos."

Em conjunto, esses achados sugeriram que a absorção mediada por anticorpos do SARS-CoV-2 por monócitos/macrófagos desencadeia a morte celular inflamatória que aborta a produção de vírus infecciosos, mas causa inflamação sistêmica que contribui para a patogênese da COVID-19.