Infecciones pulmonares de corta duración provocan daños duraderos

Desde hace mucho tiempo se reconoce que las infecciones respiratorias agudas pueden provocar una enfermedad pulmonar crónica. Los niños hospitalizados con el virus sincitial respiratorio, por ejemplo, tienen de dos a cuatro veces más probabilidades de desarrollar asma que persiste durante períodos prolongados, tal vez incluso durante toda la vida. Sin embargo, no se comprendia completamente cómo exactamente una infección respiratoria aguda desencadena una enfermedad crónica, lo que dificulta el desarrollo de terapias para prevenirla o tratarla.

Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis han encontrado pistas sobre cómo se desarrolla el daño pulmonar después de una infección respiratoria. Al estudiar ratones, encontraron que la infección desencadena la expresión de una proteína llamada IL-33, que es necesaria para que las células madre en el pulmón crezcan en exceso en los espacios de aire y aumenta la producción de moco y la inflamación en el pulmón. 

Como parte de este estudio, los cientificos estudiaron ratones infectados con el virus Sendai. Este no causa una enfermedad grave, pero si causa infecciones respiratorias que se desarrollan de manera muy similar a las infecciones respiratorias en las personas.

Los investigadores examinaron tejidos pulmonares de ratones 12 y 21 días después de la infección con el virus Sendai y compararon las muestras con tejidos pulmonares de ratones no infectados. Descubrieron que dos poblaciones de células madre ayudan a mantener la barrera entre el pulmón y el mundo exterior en ratones no infectados. Sin embargo, después de la infección con el virus Sendai, estas dos poblaciones comienzan a multiplicarse por separado y a extenderse a los espacios aéreos. Las células basales se apoderan de las vías respiratorias pequeñas y los sacos de aire, mientras que las células AT2 permanecen confinadas a los sacos de aire. Algunas de las nuevas células basales se convierten en células productoras de moco, mientras que otras liberan moléculas que reclutan células inmunes a los pulmones. En conjunto, el proceso da como resultado pulmones con menos espacio de aire, más moco e inflamación continua que, en conjunto, interfieren con la respiración.

Otros experimentos demostraron que este proceso depende de la proteína IL-33. En condiciones normales, la IL-33 aumenta en los núcleos de las células madre pulmonares en respuesta al estrés o una lesión y ayuda al pulmón a reparar las barreras dañadas. Sin embargo, durante y después de la infección, la IL-33 puede asumir un papel más perjudicial.

Para evaluar el papel de IL-33 en el daño pulmonar posvírico , los investigadores modificaron genéticamente ratones para que carecieran de IL-33 en el conjunto basal de células madre pulmonares. Luego, los científicos infectaron esos ratones, y un grupo separado de ratones sin modificar, con el virus Sendai. Los dos grupos de ratones fueron igualmente efectivos para combatir una infección inicial por el virus Sendai. Pero tres semanas después de la infección, los pulmones de los ratones que carecían de IL-33 mostraron menos crecimiento celular, moco e inflamación, lo que indica que tenían menos signos de cambios pulmonares dañinos. Siete semanas después de la infección, los ratones sin IL-33 en las células basales también tenían niveles más altos de oxígeno en la sangre y menos hiperreactividad de las vías respiratorias, los cuales son signos de mejoría en su enfermedad pulmonar crónica.

Dirigirse a los pasos en la vía entre la IL-33 y la activación de las células basales podría formar la base de terapias ampliamente efectivas para prevenir o tratar la enfermedad pulmonar causada por una variedad de virus y quizás otras formas de lesión en el pulmón y otros sitios donde el cuerpo se encuentra con el mundo exterior.

Estos hallazgos, fueron publicados hoy en la revista Journal of Clinical Investigation y revelan posibles puntos de intervención para prevenir el daño pulmonar crónico causado por infecciones virales.