El vínculo entre la diabetes y las infecciones de Covid-19 más graves es un hecho asentado desde los primeros meses de la pandemia. Con el paso del tiempo, se ha llegado a plantear una relación bilateral: debido a los efectos inflamatorios de la infección, pacientes no diabéticos han llegado a desarrollar la enfermedad como efecto secundario. Así mismo, el sistema renal emerge como uno de los más vulnerables al SARS-CoV-2: hasta el 20% de los ingresados han sufrido daños en los riñones.

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Para evaluar la casualidad entre la Covid y el resto de enfermedades, el equipo que lidera Nuria Montserrat, profesora de investigación ICREA en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) e investigadora principal del grupo "Pluripotencia para la regeneración de órganos", se planteó crear 'minirriñones' humanos con biotecnología que permitieran simular la afectación en los órganos del paciente.

En colaboración con investigadores de la Universidad de Florida, el Life Sciences Institute de la Universidad de la Columbia Británica en Canadá, y el Instituto Karolinska y su Hospital Universitario de Suecia, estos organoides han permitido entender las primeras fases de la diabetes en el riñón. Investigadores de la Clínica CIMA y la Universidad de Navarra, así como el Hospital Clínic, el Hospital de la Santa Creu i Sant Pau y de Universidad de Barcelona han contribuido al descubrimiento, que ha recibido financiación del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII).

Mediante las Ayudas Fundación BBVA a Equipos de Investigación Científica SARS-CoV-2 y COVID-19, los investigadores también pudieron generar mediante ingeniería genética organoides con defectos para los receptores descritos hasta la fecha como 'puertas de entrada' para el coronavirus. De este modo, han podido demostrar que el receptor ACE2 tiene un papel esencial para la infección de SARS-CoV-2 en el riñón, un descubrimiento que se publica ahora en la revista Cell Metabolism

"Nuestro modelo de organoide renal diabético nos ha permitido observar que los minirriñones diabéticos, con mayor número de receptores ACE2, presentan una mayor susceptibilidad a la infección viral", resume Elena Garreta, investigadora en el IBEC y primera coautora del estudio. Se emplearon, además, muestras de pacientes, poniendo en relieve el papel del metabolismo energético en la infección por SARS-CoV-2. Esto podría conducir a nuevas intervenciones terapéuticas para tratar la Covid-19, explican los investigadores.

Los minirriñones fueron desarrollados a partir de células madre humanas pluripotentes, sometidas a condiciones de cultivo en el laboratorio con el fin de reproducir el entorno diabético. De este modo se obtuvieron organoides con las mismas características celulares y las mismas alteraciones metabólicas que las que se darían en los riñones de una persona diabética en la fase inicial de la enfermedad.

Posteriormente, utilizando técnicas de biología molecular como la edición genética, los investigadores observaron que la abundancia de receptor ACE2 determinaba la susceptibilidad a la infección viral en los minirriñones diabéticos. De este modo pudieron establecer una relación causal entre la diabetes y la presencia de uno de los receptores determinantes en la infección por SARS-CoV-2. Además, mediante técnicas como la secuenciación de RNA, los investigadores identificaron la firma metabólica que explicarían por qué los minirriñones diabéticos se infectan más.

Para trasladar los resultados al órgano nativo, los investigadores analizaron células renales de pacientes con diabetes y de individuos sin diabetes. En los diabéticos se observaron más receptores ACE2 y sufrían susceptibilidad a la infección por SARS-CoV-2. A continuación, utilizaron un compuesto que modula el estado metabólico de las células y comprobaron que el tratamiento disminuía la infección viral.

"Hemos demostrado que el virus SARS-CoV-2 es capaz de infectar directamente las células de túbulo proximal aisladas del riñón humano, y que la diabetes hace que estas células sean más propensas a la infección”, explica Megan Stanifer, investigadora de la Universidad de Florida y primera coautora del estudio. "Este nuevo modelo de minirriñón diabético abrirá las puertas a estudiar el papel de otras enfermedades llamadas comórbidas, como la hipertensión, en el desarrollo de la COVID-19 y otras patologías complejas", concluye por su parte Nuria Montserrat.