Respuesta inmunológica hacia el SARS-CoV-2 - Conferencia Dr Ortega Martell

1. Dr. José Antonio Ortega Martell
Facultad de Medicina
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo

3. Vacuna
Muertes

8.  Peste (Roma)
 Peste negra
 Viruela
 Cólera
 Fiebre amarilla
 Influenza
 SARS, MERS
 Ébola
 COVID-19

10. ¿Tienen Vida los Virus?
Sí No
Posee información genética Carece de estructura celular
Evolución por selección natural No tiene metabolismo propio
Realiza copias de sí mismo No actividad fuera de células
Puede infectar organismos No síntesis de DNA o RNA
Periodos largos de latencia No síntesis de ATP

11.  ¿fragmentos endosimbióticos?
 ¿fuga de ácidos nucleicos parasitarios?
 ¿co-evolución de proteínas y ác. nucleicos?

12.  Virus:
¿Vectores
para la
transferencia
de genes?

13.  Envoltura
 Glicoproteínas
 Cápside
 Proteínas
 Ácido nucleico
 DNA
 RNA
 Enzimas

14. Múltiples
sitios de
entrada y
daño por
efectos
directos o
indirectos

15.  Estornudos,Tos
 Gotas de secreciones
 Cercanía (1.5 m)
 Contacto con gotas
 Entrada en mucosas

17. Nat Rev Immunol, 2004 (4):1.
Medio Ambiente
Hospedero
Exposición a
micro-org
Infección
Inmunidad innata
Infección
Inmunidad adaptativa
Fenotipo
biológico
Fenotipo
clínico
Factores no
microbianos
Factores
microbianos
Factores no
genéticos
Factores
genéticos

18. 1. IgA en secreciones  Neutralización
2. Interferones  Bloqueo de la replicación
3. Fagocitos: Macrófagos (Opsonización)
4. LinfocitosTh2   Ig /Th1  IL-2, IFNg
5. Células citotóxicas: LinfocitosTc y NK
6. Inflamación crónica  Daño tisular

20.  Respuesta innata:
 Interferones (tipo I) (tipo II)
 Macrófagos, Linfocitos NK
 Respuesta adaptativa:
 LinfocitosTc
 Linfocitos B g anticuerpos:
▪ Neutralizantes, opsonizantes

21.  Interferón
 Anticuerpo
Rápida
Específica

22. Estímulo
Efecto
biológico
Comunicación
intercelular
Citoquina

24. Citocinas con capacidad para interferir con la replicación de los virus

26. Estado antiviral:
 i síntesis proteica
 Activa RNAsa
 Inhibe expresión
de genes virales
 Inhibe ensamble
 Aumenta MHC-I

27. Bloqueo de
ribosomas
Bloqueo de
ribosomas

28. TCR
Célula
dendrítica
Linfocito T

30.  Citotóxica:
 Tc ab
 NK
 Tc gd
 Mf:
 IFNg,TNF
 Anticuerpos
 Complemento

31.  Célula dendrítica
 LinfocitoTh CD4+
 LinfocitoTc CD8+

33.  Células:
 NK = Innata
 Tc = adaptativa
 Apoptosis:
 Perforinas g poros
granzimas g caspasas
 Citocromo C
 Apoptosoma
 Degradación interna

36. Muerte escandalosa que
causa inflamación

37. Muerte silenciosa sin
causar inflamación

40. Célula NK detecta MHC-I
(expresión normal)
Célula NK no detecta
MHC-I o detecta MIC

42. Bloqueo Retención Bloqueo Endocitosis
Inhibe Inhibición Degradación
Bloqueo

43. SARS-CoV-2: Severe Acute Respiratory Syndrome – Coronavirus 2
COVID-19: Coronavirus Disease 2019

44. FamiliaCoronaviridae: Alfa, Beta, Gamma, Delta
• Infecciones: aves, mamíferos, humanos
• Resfriado común … SARS
• Evolución:
• 1960: HCoV 229E
• 2003: SARS-CoV
• 2004: HCoV NL63
• 2005: HKU1
• 2012: MERS-CoV
• 2019: SARS-CoV-2

45. Pathogens 2020, 9, 231;1:14
Los virus mutan
constantemente al replicarse
en las células y se adaptan a
nuevos hospederos

46.  Similitudes en secuencia genómica:
 Murciélago g Pangolin g Humano
 BatCoV RaTG13 g Pangolin CoV g SARS-CoV-2
Curr Biol. 2020 Apr 6;30(7):1346-1351

47.  Wuhan, China
 Genoma nCoV
 Neumonía (41)
 Mayor contagio
 Asintomáticos
 Italia…España
 EUA… América
Pathogens 2020, 9, 231;1:14

48. Asian Pac J Allergy Immunol. 2020 Feb 27. [Epub ahead of print]

50. AsianPacJAllergyImmunol.2020Feb27.[Epubaheadofprint]

55.  Sistema inmunológico:
 Inmunocompetente – inmunodeficiente
 Edad, nutrición, m-biota, comorbilidades…
 Genética:
▪ HLA (TCR);TLR, RIG (PAMPs, DAMPs), IFN-I
Asintomático Leve Moderado Grave Muy grave

56. Asintomático
Síntomas leves-mod
Neumonía grave
SARS (S. respiratorio agudo grave)
30%
55%
15%
5%

58. JAMA. Published online March 26, 2020. doi:10.1001/jama.2020.4756
8 m
2 m

59. (1 – 2 m)
JAMA. Published online March 26, 2020. doi:10.1001/jama.2020.4756
8 m

60. JAMA. Published online March 26, 2020. doi:10.1001/jama.2020.4756

62.  Gotas (tos, estornudos, hablar, respirar, aerosol) g mucosas

63.  Variable

67. SARS-CoV-2 COVID-19
• ssRNA (una sola cadena)
• 50-200 nm, 30,000 bases
• 4 proteínas estructurales:
• N = nucleocápside
• M = membrana
• E = envoltura
• S = espiga (spike)

68. ORF
Open Reading Frame
1a, 1b, 3a, 6, 7a, 8, 10
(Replicase)

69. Casos graves
Falla
respiratoria

70. Replicación
intracelular
Viruses 2019, 11, 59; 2-28

71. DOI: 10.1002/chemv.202000018

72. https://www.labmanager.com/news/preventing-
spread-of-sars-coronavirus-2-in-humans-21942

73.  Espiga
 Trímero
 S1:
 Unión a ACE2
 Unión a CHO
 S2: fusión
Science 367, 1260–1263 (2020)

74.  Proteína S
 Unión a ACE2
(angiotensin converting
enzyme type 2)
 Activa enzima
TMPRSS2
 Expone péptido
de fusión
 ACE2:
 Cambia a las
angiotensinas I y II
a péptidos
vasodilatadores
 Cél endoteliales
neumocitos II
 Protección
pulmonar
https://doi.org/10.1016/S2213-2600(20)30116-8 1

75.  Proteína S (S1) g ACE2
 TMPRSS2 g rompe a ACE2
 TMPRSS2 g activa a Proteína S (S2)
 Fusión de envoltura y membrana
Pathogens 2020, 9, 231;1:14

76. NEnglJMed.2020Mar30
Protección
Daño
SARS-CoV-2:
• i ACE2
• h daño
ACEinh/ARB:
• h ACE2
• h Virus
• h daño
ACEinh/ARB:
• i Angio II
• i daño

77.  Incremento de ACE2:
 Edad: h adultos / i niños
 Sexo: h masculino / i femenino
 Uso de inhibidores de ECA (ACE) (No ACE2)
 Uso de bloqueadores de AT1R (Angiotensina II)
 Pacientes: HTAs, DmI/II (nefropatía)… obesidad
https://doi.org/10.1016/S2213-2600(20)30116-8 1

79. • Enfermedades crónicas (HTAs, Dm, neumopatías, etc…)
• Inmunosenescencia (mayor inflamación, menor protección)
> 60 a
• Mayor exposición laboral
• Aumento de ACE2 (receptor para el SARS-CoV-2)Masculino
• Mayor daño endotelial pulmonar, renal, sistémico
• Uso de ACEinh / ARB g h ACE2HTAs
• Mayor daño endotelial g h HTAs
• Mayor daño renal, inmunosupresiónDiabetes
• Mayor riesgo de obesidad, HTAs, Diabetes mellitus
• Mayor riesgo de inflamación (Leptina, IL-1b, IL-6,TNF-a)
Obesidad
• Crónica: EPOC, Asma, HTAp…
• Mayor daño inflamatorio si no hay buen controlNeumopatía
• VIH / SIDA, IDP, CA / Qx…
• Variable dependiendo del grado de inmunosupresiónInmunosupresión

80.  Niños y adultos jóvenes:
 Menor frecuencia de HTAs, Dm, neumopatías
 Competencia con otros virus en mucosas
 Respuesta innata antiviral más activa
 Menor expresión de ACE2
 Raro casos graves
 Pueden ser portadores

81. ACS Chem. Neurosci. 2020, 11, 995−998
 ACE2:
 Pulmón
 Cerebro
 SARS-CoV-
2:
 Neurotrópico
 Anosmia
 Hipoxia

82. ACS Chem. Neurosci. 2020, 11, 995−998
Viremia
Sistémico
Lámina
cribosa
SARS-CoV-2
ACE2

83.  Estudio téorico:
 modelos computacionales de bioinformática
ChemRxiv. Preprint. https://doi.org/10.26434/chemrxiv.11938173.v5

84.  Estudio téorico:
 modelos computacionales de bioinformática
ChemRxiv. Preprint. https://doi.org/10.26434/chemrxiv.11938173.v5

85.  Porfirina:
 Compuesto orgánico ancestral presente en rocas,
petróleo, procariotas, eucariotas, hemoglobina
 Unión a iones con valencia 2+ / 3+ (Fe++)
 Transferencia de energía, coenzimas, transporte
 Hemoglobina:
 Proteína (a1, a2, b1, b2)
 Grupo Hemo (Porfirina + Fe++)

86.  Proteínas de envoltura (E) y espigas (S) se
unen a porfirina y a Hb (b1)
ChemRxiv. Preprint. https://doi.org/10.26434/chemrxiv.11938173.v5

87.  Unión proteína S aACE2 = SARS-CoV SARS-CoV-
2
 Unión fuerte:
 Proteína E (E2) a porfirina
 Proteína ORF8 a porfirina
 Proteína ORF10 a Hb
 Proteína ORF3a a Hb
ChemRxiv. Preprint. https://doi.org/10.26434/chemrxiv.11938173.v5
Mayor facilidad para
entrar a células
• Disociación Fe++ / porfirina
• i Hb g i O2 g h daño
• h Ferritina, h Glucosa
* Cloroquina inhibe en grado variable a proteínas E2, ORF8, ORF10 y ORF3a
débil fuerte

88. ChemRxiv. Preprint. https://doi.org/10.26434/chemrxiv.11938173.v5
 Explicación alterna a Neumonía viral:
 Unión SARS-CoV-2 a Hb b1
 Separación porfirina – Fe++
 i transporte de O2
 h Fe++ libre
 h estrés oxidativo
 h Ferritina (gravedad)
Daño pulmonar
Hipoxemia
Falla respiratoria
h Ferritina, h Hb
h Mono, i Linfo

89.  Estudio teórico, no se ha demostrado aún entrada de SARS-CoV-2 a
eritrocitos, faltan también estudios clínicos…
in silico
in vitro
in vivo
Modelos
computacionales
Bioinformática
Homología molecular
Estudio experimental
ambiente controlado
fuera de un organismo
vivo (células, tejidos…)
Estudio experimental
ambiente controlado
en un organismo vivo
(animales, humanos)
????????
????????

90. April 8, 2020 DOI: 10.1056/NEJMc2007575
 3 pacientes con COVID-19 grave
 Leucocitosis
 Trombocitopenia
 TP yTPT alterados
 Fibrinógeno elevado
 Dímero-D elevado
 IgA anti CLP +
 IgG anti B2GP1 +

91. S. de activación de Macrófagos

94.  6º día de inicio de las lesiones:
 Madre y hermana con fiebre, tos y disnea
 Inicio de la epidemia en Italia (no pruebas)
 Manifestación en niños asintomáticos

95. Cuadro
clínico
RT-PCR
Serología Radiología

97.  Exantema
 Urticaria
 Varioliforme
 Tronco
 i prurito
 No relación con
la gravedad

99. RT-PCR
• Secreción
naso-faringea:
• < 7 días
• Secreción
bronquial:
• 7 – 21 d
• Transcriptasa
reversa:
RNA g DNA
• Tiempo real:
Más sensible
y específico

100. • Reacción en cadena de polimerasa
(transcriptasa reversa) (tiempo real)
• Detecta RNA viral y lo amplifica (2-4 hrs)
RT-PCR
• Directa: Detecta Ag viral
• Secreción nasofaringea (10-30 min)
Prueba
rápida
• Indirecta: Detecta IgM / IgG vs Ag viral
• Suero (10-30 min) (días – semanas)
Prueba
rápida

101. ?
https://www.resumendesalud.net/61-laboratorios/20159-pruebas-diagnosticas-para-covid-19

102. https://www.resumendesalud.net/61-laboratorios/20159-pruebas-diagnosticas-para-covid-19

103. SARS-CoV-2
RNA
0 7 14 21 28 35 42 49
RT-PCR
RT-PCR RT-PCR

104.  Detección máxima de anticuerpos:
 IgM = 7-14d / IgG = 14-28d

105. ELISA
• IgM
• 7 - 14 d
• IgG:
• 14 – 28 d
• Detección de
Anticuerpos
(indirecta)
• Detección de
Antígenos
(directa)

107. PCR IgM IgG Probable significado clínico
+ - - Infección en periodo de ventana
+ + - Infección en etapa temprana
+ + + Infección en fase activa
+ - + Infección en etapa tardía
- - + Convaleciente sin infección activa

108. • Persona sin síntomas
• Convivencia cercana con un paciente COVID-19+Contacto
• Persona sin síntomas
• Prueba positiva para SARS-CoV-2Portador
• Prueba positiva para SARS-CoV-2 (Domicilio)
• Fiebre intermitente, no disnea, csps y Rx normalesLeve
• Prueba positiva para SARS-CoV-2 (Hospital)
• Fiebre persistente o disnea, iO2, Rx anormalModerado
• Prueba positiva para SARS-CoV-2 (UTI)
• Requiere ventilador, choque séptico, inestableGrave

109. AJR Am J Roentgenol. 2020 Mar 14:1-7.
 Rx simple (1 Hora antes)  TAC (1 Hora después)

110. Am J Roentgenol. 2020 Mar 14:1-7.

111.  Innata: IFN-I/II/III, NK, C3a/C5a, Mf, NF-kB, citocinas
 Adaptativa: Tc,Th,Th17, B, Ig
Int J Biol Sci. 2020 Mar 15;16(10):1753-1766.

112. Evasión:
 ih IFN-I
 Inflamación
(IL-1b, IL-18,
IL-6,TNF-a)
 Tormenta
de citocinas
 IgM g IgG

113. Interfieren con la
replicación intracelular
de los virus
Tipo I
• a (13)
• b
• k, w
• Constitutivo
• Antiviral
Tipo II
• g
• Regulación
• Antiviral
Tipo III
• l (4)
• Epitelio
• Antiviral
• Receptores (2 cadenas) g JAK g STAT g Genes

114. Adv Virus Res. 2016;96:219-243.

115.  TLR7 /TLR3
 RIG-I / MDA5
 Adaptadores
 Cinasas (K)
 Factores de
transcripción
 Citocinas
IFN tipo I
AdvVirusRes.2016;96:219-243.

116.  IFN-I g Receptor a/b
 2 cadenas (IFNAR1 / IFNAR2)
 JAK1/TYK2 g STAT1/STAT2 (IRF9)
 Cinasas g factores de transcripción
 ISGF3 g ISRE g ISGs
 Elemento respuesta g genes
 Proteínas antivirales
 IFIT (IFN induced proteins with tetratricopeptides)
 RIG-I, MDA5,TRIM, ADAR, APOBEC
Adv Virus Res. 2016;96:219-243.

117. Adv Virus Res. 2016;96:219-243.
Evita producción IFN

118. Adv Virus Res. 2016;96:219-243.
Evita expresión de genes inducidos por IFN
Aumenta resistencia al IFN

119. CellHostMicrobe.2016February10;19(2):181–193.

120. Cell Host Microbe. 2016 Feb 10;19(2):139-41

121. Falla en el control
de la inflamación
Tormenta de citocinas
S. Activación de Mf
Hiper-inflamación
Daño tisular
Clin Infect Dis. 2020 Mar 12

122.  Mediadores químicos
 T ½ células inflamatorias
 Macrófagos M2
 LinfocitosTreg
 Apoptosis de neutrófilos
Lipoxinas,
Resolvinas,
Protectinas
Neutrófilos,
Macrófagos M1
Macrófagos M2
IL-10,TGF-b, CTLA4
Eferocitosis

123. CellDeathDiffer.2020Mar23.
Daño leve Daño grave

124. Asian Pac J Allergy Immunol. 2020 Feb 27. [Epub ahead of print]

125. Asian Pac J Allergy Immunol. 2020 Feb 27. [Epub ahead of print]

126. Clin Exp Rheumatol 2020; 38: 337-342
• Tormenta de citocinas
• S. de liberación de citocinas
• S. de activación de macrófagos

128. Jimmunotherapycancer6,56(2018).

130. No existe aún un
tratamiento específico
Opciones terapéuticas

131. JAMA. Published online April 13, 2020. doi:10.1001/jama.2020.6019
Arbidol
Camostat
Tocilizumab
Sarilumab
Cloroquina
Hidroxicloroquina
Lopinavir
Darunavir
Ribavirina
Remdesivir
Favipiravir

132.  Sintomáticos:
 Fiebre = paracetamol (1ª opción)
 Antivirales:
 Remdesivir, Lopinavir/Ritonavir,Atazanavir
 Antimicrobianos:
 Cloroquina, HCQ, Azitromicina

133.  Proteasas en lisosomas:
 Activan proteína S
 Fusión y liberación
 Cloroquina / HQC:
 Aumenta pH lisosomal
 Evita actividad de proteasas

134.  Esteroides sistémicos:
 6º día: g fase hiperinflamatoria
 Inmunosupresores:
 Tocilizumab, Sarilumab, Baricitinib
 Inmunidad pasiva:
 Plasma de convalecientes de COVID-19

135.  Evitar unión
 Evitar fusión
 Ab (IgG)
neutralizantes
 Vacunas

136. Int. J. Biol. Sci. 2020, Vol. 16: 1718-1723

137. AsianPacJAllergyImmunol.2020Mar;38(1):10-18.

138. AsianPacJAllergyImmunol.2020Mar;38(1):10-18.

139. Asian Pac J Allergy Immunol. 2020 Mar;38(1):10-18.

140. Asian Pac J Allergy Immunol. 2020 Mar;38(1):10-18.

142. Journal of Heart and Lung Transplantation. doi: 10.1016/j.healun.2020.03.012

143. Oncology. 2020;98(3):131-137.

144. Oncology.2020;98(3):131-137.

146.  IL-6:
 B g Cel g Ig
 IL-6 + IL-1b:
 Breg gTreg
 IL-6 + IL-23:
 Th17
 IL-6 + IL-10:
 Inhibe NK
Oncology.2020;98(3):131-137.

147. Oncology. 2020;98(3):131-137.

148. • RNA viral
• Varias en desarrolloVacuna
• Lavado de manos / gel
• Tos / estornudos de etiquetaHigiene
• Aislamiento enfermos
• Equipo protección personalDistancia

149. Asian Pac J Allergy Immunol. 2020 Feb 27. [Epub ahead of print]

151.  Prot S recombinante purificada
 Completa / fragmento / proteína de fusión
 Prot S expresada in vivo por vectores
 Virus estomatitis (VSV), Adenovirus (Ad3, Ad5, Ad26),
Virus vacunal recombinante (MVA)
 Prot S expresada por ácidos nucleicos
 P mRNA
 DNA
https://www.mscbs.gob.es/profesionales/saludPublica/ccayes/alertasActual/nCov-China/documentos/20200326_ITCoronavirus.pdf

152. Curr Trop Med Rep. 2020 Mar 3:1-4.

153. F1000Res. 2020 Jan 31;9:72.
 Estrategias terapéuticas:
 RBD soluble
(Receptor Binding Domain)
 scFv contra ACE-2
(short chain-Fracción variable)
 ACE2-Fc
Proteína de fusión ACE2 + Fc

154.  Opción 1:
 ACE2 + Fc
 Bloqueo del SARS-CoV-2
 Opción 2:
 RBD + Fc
 Bloqueo de ACE2
 Inmunización hacia virus

159.  Vencer a la epidemia:
 Medidas epidemiológicas
 Conocer la citopatogenia del virus
 Entender la respuesta inmunológica
 Mejores tratamientos inmediatos
 Vacuna para generar inmunidad efectiva

160.  Respuesta inmunológica haciaVirus:
 Actuar rápido al inicio del contagio
 Controlar la respuesta inflamatoria
 Protección permanente
Inmunidad innata
Inmunidad
adaptativa
Inmunidad innata
Inmunidad
adaptativa
Inmunidad innata
Inmunidad
adaptativa

161. Adaptado de Nat Rev Immunol, 2004 (4):1.
Medio Ambiente
Hospedero
Exposición a
micro-org
Infección
Inmunidad innata
Infección
Inmunidad adaptativa
Fenotipo
biológico
Fenotipo
clínico
Factores no
microbianos
Factores
microbianos
Factores no
genéticos
Factores
genéticos
Temperatura
Espacios cerrados
Sitios concurridos
Edad, HTAs, Dm,
Obesidad, Asma
HLA, IFN, TCR,
TLR, RIG, ?
Mutaciones
Virulencia
Hiperinflamación
S. Liberación citocinas
S. Activación macrófago
Asintomático
Leve-Mod-Grave

162. drortegamartell@prodigy.net.mx