Veja por que pessoas com asma alérgica têm menor risco de COVID-19

Os cientistas estão descobrindo um lado positivo surpreendente para algumas pessoas com asma: elas são menos suscetíveis ao COVID-19.

As mesmas proteínas do sistema imunológico que desencadeiam a produção excessiva de muco e o fechamento das vias aéreas em pessoas com asma alérgica pode erguer um escudo ao redor de células vulneráveis ​​das vias aéreas, relatam pesquisadores no relatório de 19 de abril Anais da Academia Nacional de Ciências. A descoberta ajuda a explicar por que as pessoas com asma alérgica parecem ser menos suscetíveis ao COVID-19 do que aquelas com doenças pulmonares relacionadas e podem levar a novos tratamentos para o coronavírus.

A asma é um distúrbio respiratório caracterizado por inflamação das vias aéreas. O resultado é tosse, chiado e falta de ar. Sobre 8% das pessoas nos Estados Unidos têm asmacom sobre 60 por cento deles com asma alérgica. Os sintomas de asma alérgica são desencadeados por alérgenos, como pólen ou pêlos de animais. Outros tipos de asma podem ser desencadeados por exercícios, clima ou inalação de substâncias irritantes, como perfumes fortes, fumaça de limpeza ou poluição do ar.

Normalmente, a asma é uma má notícia quando se trata de resfriados e gripes. No início da pandemia, a maioria dos especialistas previu que infecções por coronavírus e asma seriam uma mistura perigosa, diz Luke Bonser, biólogo celular da Universidade da Califórnia, em São Francisco, que não esteve envolvido no estudo. E isso é verdade para pessoas cuja asma não é desencadeada por alergias e aquelas com distúrbios pulmonares relacionados, como doença pulmonar obstrutiva crônica ou DPOC. Essas condições colocam as pessoas em alto risco de COVID-19 grave.

Mas à medida que a pandemia progredia, os pesquisadores notaram que as pessoas com asma alérgica não estavam desenvolvendo COVID-19 grave com a frequência esperada. Aqui está uma olhada por que isso pode ser.

Proteção de proteínas

O que diferencia a asma alérgica de outros tipos de asma e DPOC é uma proteína chamada interleucina-13, ou IL-13.

Normalmente, a IL-13 ajuda o corpo a combater parasitas como vermes. Certas células T bombeiam a proteína, e o corpo responde produzindo muco pegajoso e constringindo as vias aéreas. Isso prende os vermes, mantendo-os no lugar até que outras células do sistema imunológico possam entrar para matar.

“No caso de [allergic] asma, o corpo está cometendo um erro. É confundir uma substância inofensiva, como o pólen, com um verme”, diz Burton Dickey, pneumologista do MD Anderson Cancer Center, em Houston, que não participou do estudo.

Mas não ficou claro como a IL-13 estava protegendo as pessoas com asma alérgica do SARS-CoV-2, o coronavírus que causa o COVID-19. Para descobrir, o fisiopatologista Camille Ehre da Escola de Medicina da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill e colegas cultivaram células do revestimento das vias aéreas de seis doadores de pulmão. Algumas das células foram tratadas com IL-13 para imitar a asma alérgica. Em seguida, os pesquisadores infectaram algumas das células com SARS-CoV-2.

Problema no gramado

O próximo na lista de tarefas foi comparar como as células que não foram tratadas com IL-13 se comportam quando saudáveis ​​e quando infectadas com o coronavírus.

Células não infectadas cresceram em gramados que se assemelham a pastagens exuberantes, onde os tufos de folhas ondulantes são na verdade saliências parecidas com cabelos chamadas cílios, que crescem a partir do topo das células das vias aéreas, confirmou a equipe. Os movimentos dos cílios ajudam a mover o muco e qualquer coisa presa no muco para fora dos pulmões.

células das vias aéreas humanas saudáveis ​​com muco, mostradas na micrografia eletrônica colorida
Células humanas saudáveis ​​(rotuladas em rosa) do revestimento das vias aéreas crescem em “gramados” misturados com um pouco de muco (verde) nesta micrografia eletrônica colorida.C. Ehre, CB Morrison e outros/PNAS 2022 (CC POR 4,0)

As células infectadas com o coronavírus pareciam muito diferentes. O gramado exuberante estava agora coberto de muco, e carecas apareciam à medida que as células infectadas morriam. As células condenadas são espremidas para fora do gramado dos cílios e inflam como um balão. A inflação acontece em parte porque as câmaras chamadas vacúolos dentro das células infectadas ficam entupidas com vírus. “Está cheio de vírus, e então é expulso do clube e explode e libera todos esses vírus”, diz Dickey.

células humanas de revestimento das vias aéreas morrendo contra células saudáveis ​​e cobertas de muco
Durante uma infecção por coronavírus, células mortas do revestimento das vias aéreas (marcadas em azul) são ejetadas de áreas de células saudáveis ​​(rosa) cobertas de muco (verde) nesta micrografia eletrônica colorida.C. Ehre, CB Morrison e outros/PNAS 2022 (CC POR 4,0)

Mas nem todas as células do gramado infectado foram afetadas igualmente. Olhando para as células de lado, os pesquisadores puderam ver que as células com cílios estavam infectadas com o coronavírus. Mas as células produtoras de muco chamadas células caliciformes, que não possuem cílios, raramente foram infectadas. Isso pode ser porque uma proteína chamada ACE2 decora a superfície das células ciliadas com muito mais frequência do que as células caliciformes. ACE2 é a proteína que o coronavírus usa como porta para as células.

células das vias aéreas humanas, com cílios parecidos com cabelos mostrados no topo, com RNA viral mostrado em azul
As células das vias aéreas cobertas por cílios semelhantes a cabelos (vistos de lado) são mais propensas a serem infectadas com o coronavírus (RNA viral marcado em azul) do que as células que não possuem cílios.C. Ehre, CB Morrison e outros/PNAS 2022 (CC POR 4,0)

Uma solução pegajosa

Quando os pesquisadores mergulharam as células com IL-13 antes de adicionar o coronavírus, os resultados foram surpreendentemente diferentes.

O gramado de cílios ondulantes sobre as células tratadas estava praticamente intacto, com muito menos balões de células moribundas subindo acima da superfície. Mas as folhas não ondularam tão vigorosamente quanto nas células não tratadas. Isso porque a IL-13 reduz o batimento dos cílios, descobriram os pesquisadores. Cílios menos ativos podem significar que o muco carregado de vírus permanece por mais tempo. “Isso pode ser uma faca de dois gumes dentro dos pulmões porque você quer limpar o muco, mas não quer espalhá-lo”, diz Ehre.

Imagens de microscópio de células das vias aéreas não tratadas
Células das vias aéreas não tratadas, 96 horas após uma infecção por coronavírusKenza Araba, CB Morrison e outros/PNAS 2022 (CC POR 4,0)
Células das vias aéreas tratadas com a proteína do sistema imunológico interleucina-13, 96 horas após uma infecção por coronavírus
Células das vias aéreas tratadas com a proteína do sistema imunológico interleucina-13, 96 horas após uma infecção por coronavírusKenza Araba, CB Morrison e outros/PNAS 2022 (CC POR 4,0)

Contando as células sob o microscópio, os pesquisadores viram que muito menos das células infectadas tratadas com IL-3 tiveram o heave-ho. Enquanto as células não tratadas haviam ejetado cerca de 700 células por cerca de quatro dias após a infecção, apenas cerca de 100 células tratadas foram expulsas. As imagens mostraram que a IL-13 realmente estava protegendo as células da infecção. Mas como ainda era uma pergunta sem resposta.

Uma coisa que a IL-13 faz é estimular as células do revestimento das vias aéreas a produzir um tipo de muco pegajoso que pode capturar vírus antes que eles possam infectar as células. A equipe descobriu que as células não tratadas liberaram uma explosão de muco logo após serem infectadas com o coronavírus, esgotando as reservas do material pegajoso. Mas as células tratadas com IL-13 ainda estavam bem estocadas com muco.

imagem microscópica de células das vias aéreas humanas infectadas com SARS-CoV-2, mostrando estoques de muco esgotados
Vista lateral de células das vias aéreas não tratadas (DNA marcadas em azul) infectadas com SARS-CoV-2 (verde), que esgotam rapidamente as reservas de muco (vermelho).Kenza Araba, CB Morrison e outros/PNAS 2022 (CC POR 4,0)
vista lateral das células das vias aéreas humanas tratadas com a proteína do sistema imunológico interleucina-13, mostrando muito muco e infecções raras por SARS-CoV-2
Vista lateral das células das vias aéreas (DNA marcadas em azul) tratadas com a proteína do sistema imunológico interleucina-13. Essas células produzem muito muco (vermelho) e raramente são infectadas pelo SARS-CoV-2 (verde).Kenza Araba, CB Morrison e outros/PNAS 2022 (CC POR 4,0)

Todo esse muco extra das células tratadas pode capturar vírus e expulsá-los dos pulmões antes que muito dano seja feito. Mas as pessoas com asma não alérgica e DPOC também produzem muito muco e não estão protegidas do vírus. Então Ehre e seus colegas retiraram o muco para ver como as células das vias aéreas se comportavam sem essa armadilha de catarro.

Mesmo sem o muco, a IL-13 ainda era protetora.

Barricando as portas

Examinando os padrões de atividade genética, a equipe descobriu que a IL-13 também estava fazendo com que as células produzissem menos ACE2, a proteína que o SARS-CoV-2 comanda como porta de entrada para as células. “Isso torna muito mais difícil para o vírus encontrar sua porta para entrar nas células”, diz Ehre.

Esse resultado concorda com descobertas anteriores de Bonser e colegas. “Poder replicar os mesmos dados em vários estudos diferentes é ótimo”, diz ele. E o novo estudo analisa mais de perto o mecanismo de proteção da IL-13 do que pesquisas anteriores.

As células tratadas com IL-13 também reduzem a atividade de genes envolvidos na produção de fábricas de produção de proteínas chamadas ribossomos, descobriram os pesquisadores. Isso pode limitar a replicação viral nas células. Mas a atividade de alguns genes também aumentou. Isso inclui vários genes envolvidos na produção de sulfato de queratana, uma proteína longa e repleta de açúcar encontrada na cartilagem e nas córneas dos olhos. “Está lá no corpo para fazer um escudo”, diz Ehre.

Isso parece ser o que está fazendo para as células das vias aéreas também. Uma espessa camada de sulfato de queratana se desenvolveu em cima das células tratadas com IL-13, protegendo-as contra uma infecção por coronavírus.

vista lateral das células das vias aéreas humanas com sulfato de queratano e infecções visíveis por SARS-CoV-2
Vista lateral das células das vias aéreas não tratadas (DNA marcado em azul). Essas células produzem pouco sulfato de queratan (rosa) e são facilmente infectadas pelo SARS-CoV-2 (verde).Kendall Shaffer, CB Morrison e outros/PNAS 2022 (CC POR 4,0)
células das vias aéreas humanas tratadas com IL-13, mostrando quase nenhuma infecção por coronavírus e uma espessa camada de sulfato de queratan
Vista lateral das células das vias aéreas tratadas com IL-13 (DNA marcada em azul), que se protegem do coronavírus (verde) com uma espessa camada de sulfato de queratan (rosa).Kendall Shaffer, CB Morrison e outros/PNAS 2022 (CC POR 4,0)

Qual desses mecanismos de proteção é mais importante, ou se é uma combinação de todos eles, é uma das muitas coisas que resta explorar, diz Ehre. “Este artigo não é o artigo final que explica tudo. Há muito mais trabalho a fazer.”

Saber ainda mais detalhes sobre como a IL-13 funciona para proteger contra o coronavírus pode levar a novos tratamentos, diz Bonser. Mas a própria IL-13 provavelmente não será usada como droga por causa da inflamação, excesso de muco, tosse e falta de ar que ela desencadeia.

Infelizmente, a proteção extra não significa que as pessoas com asma alérgica não precisem se preocupar com o COVID-19, diz Dickey. “Pessoas com asma tiveram resultados muito ruins. Este não é um vírus com o qual você quer se arriscar”, diz ele. Mas não há problema em aproveitar um pouco o lado positivo. “Não é divertido ter asma, então você tem que ser grato por cada rara ocasião em que isso faz algo útil.”


Source: Science News by www.sciencenews.org.

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