Nuevo modelo matemático propone estrategias de tratamiento óptimas para COVID-19



Obtener el control de COVID-19 requerirá más que una vacunación generalizada; También requerirá una mejor comprensión de por qué la enfermedad no causa síntomas aparentes en algunas personas, pero conduce a una falla multiorgánica rápida y la muerte en otras, así como una mejor comprensión de qué tratamientos funcionan mejor y para qué pacientes.

Para hacer frente a este desafío sin precedentes, los investigadores del Hospital General de Massachusetts (MGH), en colaboración con investigadores del Hospital Brigham and Women’s y la Universidad de Chipre, han creado un modelo matemático basado en biología que incorpora información sobre la maquinaria infecciosa conocida del SARS-CoV. -2, el virus que causa COVID-19, y sobre los posibles mecanismos de acción de varios tratamientos que se han probado en pacientes con COVID-19.

El modelo y sus importantes aplicaciones clínicas se describen en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).

Nuestro modelo predice que los fármacos antivirales y antiinflamatorios que se emplearon por primera vez para tratar COVID-19 podrían tener limitaciones eficacia, dependiendo de la etapa de progresión de la enfermedad “.

Rakesh K. Jain, PhD, Autor para correspondencia del estudio, Laboratorios Edwin L. Steele, Departamento de Oncología Radioterápica, Hospital General de Massachusetts y Escuela de Medicina de Harvard (HMS)

Jain y sus colegas encontraron que en todos los pacientes, el la carga viral (el nivel de partículas de SARS-CoV-2 en el torrente sanguíneo) aumenta durante la infección pulmonar temprana, pero luego puede ir en diferentes direcciones a partir del día 5, dependiendo de los niveles de células guardianas inmunes clave, llamadas Células T.

Las células T son las primeras en responder del sistema inmunológico que coordinan eficazmente otros aspectos de la inmunidad. La respuesta de las células T se conoce como inmunidad adaptativa porque es flexible y responde a amenazas inmediatas.

En pacientes menores de 35 años que tienen un sistema inmunológico sano, se produce un reclutamiento sostenido de células T, acompañado de una reducción de la carga viral y la inflamación y una disminución de las células inmunitarias inespecíficas (la denominada inmunidad “innata”).

Todos estos procesos conducen a un menor riesgo de formación de coágulos sanguíneos y al restablecimiento de los niveles de oxígeno en los tejidos pulmonares, y estos pacientes tienden a recuperarse.

Por el contrario, las personas que tienen niveles más altos de inflamación en el momento de la infección, como las que padecen diabetes, obesidad o presión arterial alta, o cuyos sistemas inmunitarios están inclinados hacia respuestas inmunitarias innatas más activas, pero tienden a responder respuestas inmunitarias adaptativas menos efectivas. tener malos resultados.

Los investigadores también buscaron responder a la pregunta de por qué los hombres tienden a tener un COVID-19 más grave en comparación con las mujeres, y encontraron que aunque la respuesta inmune adaptativa no es tan vigorosa en las mujeres como en los hombres, las mujeres tienen niveles más bajos de una proteína llamada TMPRSS2. que permite que el SARS-CoV-2 ingrese e infecte las células normales.

Con base en sus hallazgos, Jain y sus colegas proponen que el tratamiento óptimo para los pacientes mayores, que probablemente ya tengan inflamación y respuestas inmunes deterioradas en comparación con los pacientes más jóvenes, debería incluir el fármaco que previene los coágulos heparina y / o el uso de un fármaco inmunológico. fármaco modificador de la respuesta (inhibidor del punto de control) en las primeras etapas de la enfermedad y el fármaco antiinflamatorio dexametasona en las etapas posteriores.

En pacientes con afecciones preexistentes como obesidad, diabetes y presión arterial alta o anomalías del sistema inmunológico, el tratamiento también puede incluir medicamentos dirigidos específicamente contra sustancias que promueven la inflamación (citocinas, como la interleucina-6) en el cuerpo, así como medicamentos. que puede inhibir el sistema renina-angiotensina (el principal mecanismo de control de la presión arterial del cuerpo), evitando así la activación de la presión arterial anormal y la resistencia al flujo sanguíneo que puede ocurrir en respuesta a infecciones virales.

Este trabajo muestra cómo las herramientas desarrolladas originalmente para la investigación del cáncer pueden ser útiles para comprender COVID-19: el modelo se creó por primera vez para analizar la participación del sistema renina-angiotensina en el desarrollo de tejidos fibrosos en tumores, pero se modificó para incluir SARS- Infección por CoV-2 y mecanismos específicos de COVID-19.

El equipo está desarrollando aún más el modelo y planea usarlo para examinar la dinámica del sistema inmunológico en respuesta a diferentes tipos de vacunas COVID-19, así como a las comorbilidades específicas del cáncer que podrían requerir consideraciones especiales para el tratamiento.

Fuente:

Referencia de la revista:

Voutouri, C., et al. (2021) Dinámica in silico de fenotipos de COVID-19 para optimizar el manejo clínico. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2021642118.

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