Investigadores del Instituto de Investigación Sant Pau analizaron muestras pulmonares de 19 personas fallecidas por COVID-19 y descubrieron cómo la infección altera las células encargadas de captar oxígeno y activa mecanismos que favorecen la fibrosis. El hallazgo podría orientar futuras investigaciones para tratar el daño pulmonar grave y algunas complicaciones posteriores a la infección.
La COVID-19 grave puede provocar mucho más que una infección respiratoria: en los casos más severos, el daño avanza hasta transformar parte del tejido pulmonar en una estructura cicatrizada que pierde capacidad para intercambiar oxígeno.
Un equipo científico del Instituto de Investigación Sant Pau, en colaboración con investigadores y hospitales de España y Suecia, logró identificar con mayor precisión cómo ocurre esta transformación. Los resultados, publicados en la revista científica Nature Communications, describen los cambios celulares y moleculares que acompañan el deterioro progresivo de los pulmones durante las formas mortales de la enfermedad.
La investigación también identificó mecanismos relacionados con la fibrosis pulmonar que podrían convertirse en objetivos para desarrollar nuevas estrategias terapéuticas. Aunque todavía no se trata de un tratamiento probado, el estudio ofrece información para comprender mejor por qué algunos pacientes desarrollaron lesiones pulmonares tan extensas durante la pandemia.
¿Cómo dañó la COVID-19 los pulmones?
Para respirar, los pulmones necesitan que el oxígeno atraviese las paredes de los alvéolos, pequeñas estructuras donde se produce el intercambio gaseoso con la sangre. Este proceso depende de una barrera celular muy delgada y de una red de pequeños vasos sanguíneos que permite transportar el oxígeno al resto del organismo.
En los pacientes con COVID-19 grave, los investigadores observaron una pérdida progresiva de células esenciales para este intercambio, acompañada de alteraciones en los vasos sanguíneos y una acumulación de células inmunitarias y otros tipos celulares asociados con la reparación del tejido.
A medida que el daño avanzaba, aumentaban las señales relacionadas con la formación de cicatrices. Este proceso puede alterar la arquitectura pulmonar y reducir la capacidad de los alvéolos para cumplir su función.
La investigación también identificó una disminución progresiva de ciertas células inmunitarias, conocidas como células NK o natural killer, que participan en la defensa del organismo frente a infecciones virales.
Estos cambios ayudan a explicar cómo la infección puede desencadenar un deterioro pulmonar que va más allá de la inflamación inicial.
El estudio analizó los pulmones de 19 personas fallecidas
Para investigar estos mecanismos, el equipo examinó muestras de tejido pulmonar de 19 personas que murieron por COVID-19. Las muestras se compararon con tejido pulmonar de control para identificar diferencias en la organización celular y en la actividad de los genes.
Los investigadores utilizaron una técnica denominada transcriptómica espacial, que permite estudiar qué genes están activos en diferentes regiones de un tejido sin perder de vista la ubicación de las células.
A diferencia de los métodos que analizan células aisladas, esta tecnología permite observar cómo se distribuyen las poblaciones celulares y cómo cambia la organización del tejido a medida que avanza la enfermedad.
El equipo pudo distinguir diferentes etapas del daño pulmonar, desde lesiones alveolares agudas hasta fases posteriores caracterizadas por una mayor actividad de reparación y formación de tejido cicatricial.
El tamaño de la muestra limita la posibilidad de extrapolar los resultados a todas las personas que tuvieron COVID-19. Sin embargo, el análisis detallado proporciona información sobre los procesos biológicos que pueden intervenir en los casos más graves.
La fibrosis pulmonar, uno de los mecanismos más importantes del daño
Uno de los hallazgos centrales fue la identificación de alteraciones en las vías moleculares que regulan la fibrosis pulmonar.
La fibrosis ocurre cuando el tejido desarrolla una acumulación excesiva de componentes que forman cicatrices. Aunque la reparación es una respuesta natural ante una lesión, cuando el proceso se desregula puede modificar la estructura del órgano y dificultar su funcionamiento.
En las muestras estudiadas, los científicos observaron una mayor presencia de fibroblastos, células que participan en la producción de componentes de la matriz extracelular y en la reparación de los tejidos. Algunos de estos grupos celulares estaban asociados con la progresión del daño y la formación de cicatrices.
Los resultados también señalaron una vía molecular que favorece este proceso y otra que normalmente contribuye a regularlo, pero cuya actividad se encontraba reducida.
De acuerdo con los investigadores, esta combinación puede favorecer un entorno en el que la formación de tejido cicatricial se intensifica y el pulmón pierde parte de su estructura funcional.
El estudio encontró características particulares de este mecanismo en la COVID-19, aunque será necesario continuar investigando para determinar su alcance y las diferencias respecto a otras enfermedades respiratorias.
¿Por qué los pulmones no siempre logran regenerarse?
El tejido pulmonar cuenta con células capaces de participar en la reparación después de una lesión. Entre ellas se encuentran las células alveolares tipo 2, conocidas como AT2, que pueden contribuir a regenerar las células tipo 1 o AT1, encargadas de una parte fundamental del intercambio de gases.
Sin embargo, los investigadores observaron que este mecanismo de regeneración parecía insuficiente en las muestras de los pacientes con daño más grave.
Aunque las células supervivientes mostraban señales de intentar reparar las zonas lesionadas, la recuperación no conseguía restablecer por completo la estructura normal del tejido.
Esta respuesta incompleta podría contribuir a explicar por qué algunas personas que sobreviven a una neumonía grave por COVID-19 mantienen alteraciones pulmonares durante meses después de la infección.
No obstante, el estudio se centró en tejidos de personas fallecidas y no permite determinar por sí solo qué pacientes desarrollarán secuelas ni cómo evolucionará cada caso.
Los medicamentos antifibróticos podrían abrir una nueva vía de tratamiento
A partir de los mecanismos identificados, los investigadores plantean estudiar medicamentos que ya se utilizan para tratar determinadas enfermedades pulmonares con fibrosis, como la pirfenidona y el nintedanib.
Estos fármacos actúan sobre procesos relacionados con la formación y progresión del tejido cicatricial en enfermedades específicas. Por esa razón, los científicos consideran que podrían investigarse para determinar si tienen alguna utilidad frente a los mecanismos de fibrosis observados en los casos graves de COVID-19.
La propuesta se basa en el reposicionamiento de medicamentos, una estrategia que consiste en estudiar si un fármaco existente puede utilizarse para una indicación diferente de aquella para la que fue desarrollado o aprobado.
Sin embargo, los investigadores todavía necesitan realizar estudios preclínicos que permitan comprobar si estos medicamentos actúan sobre las vías moleculares identificadas y si producen beneficios en este contexto.
Por ahora, los resultados no justifican recomendar pirfenidona o nintedanib como tratamiento general para la COVID-19 ni para las secuelas pulmonares posteriores a la infección. Su uso debe responder a indicaciones médicas específicas y a la evidencia disponible para cada enfermedad.
¿El descubrimiento podría ayudar a tratar la COVID persistente?
Los resultados también podrían contribuir a futuras investigaciones sobre algunas manifestaciones de la COVID persistente, un conjunto de síntomas que pueden mantenerse o aparecer después de la infección inicial.
Entre las complicaciones posteriores a una COVID-19 grave se encuentran la dificultad para respirar, la reducción de la capacidad pulmonar y la fatiga. En algunas personas también se presentan síntomas cognitivos, como problemas de concentración o la llamada niebla mental.
El equipo científico identificó una posible relación molecular entre la lesión pulmonar y una proteína vinculada con procesos estudiados en la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, esta asociación es todavía una hipótesis y no demuestra que el daño pulmonar causado por la COVID-19 provoque Alzheimer.
Será necesario realizar más estudios para determinar si existe una conexión clínicamente relevante y si podría orientar nuevas intervenciones.
La investigación también podría aportar información útil para comprender cómo otras infecciones respiratorias graves alteran los mecanismos de reparación del pulmón.
Qué significa este hallazgo para la investigación médica
El estudio ofrece un mapa detallado de los cambios celulares y moleculares que acompañaron algunas de las formas más graves de COVID-19 durante la pandemia.
Su principal aportación es mostrar que el deterioro pulmonar no depende únicamente de la infección y la inflamación, sino también de la manera en que las células intentan reparar el tejido y de los mecanismos que pueden favorecer una cicatrización excesiva.
Estos resultados podrían ayudar a identificar nuevas dianas terapéuticas y orientar futuras investigaciones sobre la fibrosis pulmonar y las complicaciones posteriores a infecciones respiratorias graves.
Aun así, el camino entre descubrir un mecanismo biológico y desarrollar un tratamiento eficaz requiere estudios adicionales, pruebas de seguridad y ensayos clínicos cuando corresponda.
La investigación no implica que todas las personas que tuvieron COVID-19 sufran daños permanentes en los pulmones. Sí aporta nuevas pistas para comprender por qué la enfermedad pudo ser devastadora en determinados pacientes y cómo la ciencia busca estrategias para reducir las consecuencias de las infecciones respiratorias graves.
