La exposición a pesticidas puede aumentar la exposición al COVID-19

ACE2 (amarillo), el receptor COVID-19, se expresó además en la superficie apical (izquierda) cuando las células epiteliales pulmonares se expusieron a organofosforados e IL-6. La imagen de la derecha muestra menos expresión que ACE2 en la superficie primaria. La expresión de la superficie apical hace que más virus se unan a los receptores ACE2. Crédito: Saurap Chatterjee, Ph.D., Universidad de Carolina del Sur

El mecanismo inducido por la inflamación puede estar relacionado con un mayor riesgo de infección para los veteranos y las personas con trastornos metabólicos.

Un nuevo estudio de las células de las vías respiratorias en el pulmón humano es uno de los primeros en mostrar una posible asociación entre la exposición a pesticidas organofosforados y una mayor susceptibilidad a las enfermedades. COVID-19 infección. Los resultados podrían tener repercusiones para los veteranos, muchos de los cuales estuvieron expuestos a pesticidas organofosforados durante la guerra.

Se cree que la exposición a pesticidas organofosforados es una posible causa de las enfermedades de la Guerra del Golfo, un grupo de síntomas crónicos sin explicación médica que pueden incluir fatiga, dolor de cabeza, dolor en las articulaciones, indigestión, insomnio, mareos, trastornos respiratorios y problemas de memoria. Se estima que más del 25% de los veteranos de la Guerra del Golfo padecen la enfermedad.

«Hemos identificado un mecanismo subyacente relacionado con la inflamación que podría aumentar la susceptibilidad a la infección por COVID-19 entre las personas expuestas a organofosforados», dijo Saurap Chatterjee, Ph.D., de la Universidad de Carolina del Sur e investigador especialista en salud en Columbia Virginia Medical Centrar. Líder del equipo de investigación. «Este mecanismo también puede aumentar el riesgo de enfermedad metabólica y cáncer porque tienden a presentar el mismo tipo de inflamación».

Ian Mondal, Ph.D., Postdoctoral Fellow en Chatterjee Laboratory, presentará la investigación en la reunión anual de la Sociedad Estadounidense de Bioquímica y Biología Molecular durante la reunión Virtual Experimental Biology (EB) 2021, que se celebrará del 27 al 30 de abril.

Dijo Prakash Nagarkati, coautor del estudio y vicepresidente de investigación de la Universidad de Carolina del Sur. “Este trabajo arroja nueva luz sobre la exposición a pesticidas y la exposición potencial al COVID-19 a través de una respuesta inmunitaria alterada”.

En trabajos anteriores, los investigadores encontraron niveles aumentados de interleucina-6 (IL-6) en muestras de veteranos y un modelo de ratón de la enfermedad de la Guerra del Golfo. El cuerpo produce estas proteínas inflamatorias para ayudar a combatir las infecciones y responder a las lesiones tisulares. Sin embargo, la producción continua de IL-6 puede provocar inflamación crónica y se ha demostrado que reduce la respuesta del sistema inmunológico a los virus.

En el nuevo estudio, los investigadores querían ver si la exposición al organofosforado clorpirifos y el aumento de los niveles de interleucina-6 podrían aumentar el riesgo. SARS-CoV-2 infección. Durante seis horas, expusieron las células epiteliales de las vías respiratorias humanas a IL-6 o clorpirifos, o ambos juntos. Otro grupo de células no recibió ninguna exposición para actuar como control.

Luego, los investigadores trataron las células con proteínas de punta que recubren el exterior del SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19. Durante la infección, las proteínas espinosas se unen al receptor de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2), iniciando un proceso que permite que el virus libere su material genético en una célula sana. Los investigadores encontraron que las células expuestas a IL-6 y los insecticidas mostraron un aumento en la apoptosis, o muerte celular controlada, cuando la proteína SARS-CoV-2 estaba presente.

Las células expuestas tanto al insecticida como a la IL-6 también tenían una expresión significativamente mayor de ACE2 en la superficie celular apical en comparación con las células que no estaban o estaban expuestas al pesticida solo. La membrana apical de las células de las vías respiratorias se enfrenta a la parte interna de las vías respiratorias mientras que la membrana lateral toca los tejidos circundantes. El aumento de la expresión del receptor ACE2 en la superficie apical significa que más virus se adhieren a las células.

“Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que demuestra que los receptores ACE2 se traducen de la membrana de la célula basal a la célula apical tras la exposición combinada a organofosforados e interleucina-6”, dijo Chatterjee. « Dado que las personas con obesidad, diabetes tipo 2 o cáncer también tienen altos niveles de IL-6 en la circulación, creemos que las personas con estas afecciones también tendrán una mayor susceptibilidad a la infección por SARS-CoV-2 debido a una mayor transferencia de los receptores ACE2 a la superficie celular apical «.

Los investigadores dicen que aunque sus hallazgos son preliminares, el trabajo sienta las bases para estudios adicionales en animales que podrían determinar los mecanismos de susceptibilidad al COVID-19 en la población general y en los veteranos expuestos a organofosforados. Planean estudiar la exposición a organofosforados e interleucina-6 seguida de la administración de la proteína SARS-oV-2 en ratones para comprender mejor las respuestas del sistema inmunológico y de los órganos.

Referencia: “(R4434) La exposición coambiental a organofosforados en la inflamación sistémica preexistente puede aumentar la susceptibilidad a la infección por SARS-CoV-2 en las células epiteliales del pulmón humano” por Ian Mondal, 26 de agosto de 2021, Biología experimental 2021.

La Oficina del Vicepresidente de Investigación de la Universidad de Carolina del Sur proporcionó fondos para esta investigación a través de una iniciativa de financiación interna privada diseñada para alentar a los profesores a realizar estudios nuevos e innovadores sobre COVID-19 en toda la universidad.