Importancia del perfil inflamatorio-molecular en la infección por SARS-COV-2 y su relación con el grupo sanguíneo ABO.

  1. Tamayo Velasco, Alvaro
Supervised by:
  1. María Jesús Peñarrubia Ponce Director
  2. Francisco Javier Álvarez González Director

Defence university: Universidad de Valladolid

Fecha de defensa: 25 November 2022

Committee:
  1. Luis Javier García Frade Chair
  2. Salvador Resino García Secretary
  3. Ángela Figuera Álvarez Committee member

Type: Thesis

Abstract

INTRODUCCIÓN La aparición del SARS-CoV-2 en China en diciembre de 2019 junto con su expansión mundial, ha generado una necesidad de conocimiento acerca de esta nueva infección viral. En nuestro país, los datos nacionales oficiales a 25 de marzo de 2020 registraban 47.610 casos diagnosticados con 3.434 fallecidos, suponiendo una tasa de mortalidad del 7,21%. Estudios iniciales asociaron una disregulación de la respuesta inmunitaria con hipersecreción de citoquinas, una linfopenia marcada, un estatus protrombótico y una endotelitis. Se empezaba a detallar también el mecanismo de replicación viral, pareciendo ser la ACE2, al igual que en el SARS-CoV, el receptor de la célula huésped empleado por el virus. Además, en ese momento el grupo sanguíneo ABO comenzó a relacionarse con la susceptibilidad y severidad a la infección. El grupo sanguíneo A asocia unas características intrínsecas protrombóticas e inflamatorias, aspectos superponibles a la presentación clínica de la nueva infección por SARS-CoV-2. Por otro lado, la poliespecificidad de los anticuerpos naturales a antígenos diversos en el ser humano es ampliamente conocida. Sin embargo, pareciendo razonable una relación entre el sistema ABO y el nuevo SARS-CoV-2, el desconocimiento y necesidad de estudios específicos sobre esta interacción eran necesarios. Para ello, se requerían nuevas investigaciones que incluyesen un mayor tamaño muestral, el análisis de varios momentos evolutivos en el transcurso del ingreso hospitalario y el análisis de un amplio conjunto de biomarcadores relacionados con la respuesta inmunitaria. OBJETIVO Estudiar la respuesta inflamatoria-molecular de la infección por SARS-CoV-2 para identificar biomarcadores diagnósticos, pronósticos y evaluar la implicación del grupo sanguíneo ABO en la modulación de esta respuesta inflamatoria, la susceptibilidad y la gravedad de esta infección. METODOLOGÍA Estudio prospectivo y consecutivo de 108 pacientes COVID-19 ingresados en el Hospital Clínico Universitario de Valladolid (España) que fueron reclutados entre el 24 de marzo y el 11 de abril de 2020. Además, también se incluyeron 28 controles sanos. Mediante tecnología Luminex se analizó, por duplicado, el plasma de los controles y cada paciente al ingreso y a los 6 días de estancia hospitalaria para cuantificar 45 mediadores solubles (kit 45-plex Human XL Cytokine Luminex Performance Panel (R&D)). La determinación del grupo sanguíneo ABO se realizó en un analizador completamente automatizado (Erytra® Automated System for Blood Typing) usando tarjetas DG Gel®. El estudio fue aprobado por el Comité de Ética Clínica del Hospital (cod: PI 20-1717). Para los análisis estadísticos se emplearon tanto el paquete estadístico Software IBM SPSS Statistics (SPSS) versión 25 como el paquete estadístico R versión 4.0.2 (R Core Team; Foundation for Statistical Computing, Viena, Austria). RESULTADOS - Artículo 1: Los pacientes con COVID-19 mostraron diferentes niveles en múltiples citoquinas en comparación con los pacientes control. La IP-10 identificó con precisión a pacientes que requirieron ingreso hospitalario [AUC: 0,962; IC95% (0,933–0,992); p<0,001]. Los resultados fueron validados en una cohorte independiente mediante análisis multivariante [OR: 25.573; 95%CI (8.127–80.469); p<0.001] y AUROC [AUC: 0.900; 95%CI (0.846–0.954); p<0.001]. Además, niveles plasmáticos de IP-10 superiores a 173,35 pg/mL identificaron el COVID-19 con mayor sensibilidad (86,20%) que la primera PCR de SARS-CoV-2. - Artículo 2: Altos niveles de HGF se asociaron con pacientes críticos [OR: 3,51; IC95% (1,95–6,33); p<0,001]. Además, la elevación de la IL-1α [OR: 1,36; IC95% (1,07–1,73; p=0,01] y niveles bajos de IL-27 [OR: 0,58; IC95% (0,39–0,85); p<0,005] aumentaron considerablemente el riesgo de terminar en el grupo severo. Este modelo fue especialmente sensible para predecir al paciente crítico [AUC: 0,794; especificidad: 69,74%; sensibilidad: 81,25%). La elevación de la HGF y la IL-1α también resultó significativa en el análisis de supervivencia (p=0,033 y p=0,011, respectivamente). - Artículo 3: Los pacientes del grupo sanguíneo A tuvieron un mayor índice de comorbilidad de Charlson (p=0,037), mayor tasa de linfopenia (p=0,039) y trombopenia (p=0,014), así como mayor mortalidad hospitalaria (p=0,044). El grupo sanguíneo A fue un factor independiente asociado con el índice de Charlson [B: 0,582, IC95% (0,02–1,14), p=0,041]. - Artículo 4: La piedra angular del sistema ABO involucrada en la susceptibilidad y gravedad a la infección por SARS-CoV-2 son sus anticuerpos naturales anti-A y anti-B. Son capaces de interferir en la unión entre la proteína S del virus y la ACE2 (receptor de la célula huésped), lo que confiere protección a los pacientes con anticuerpos naturales (grupo sanguíneo O). Los títulos de anticuerpos naturales y el isotipo IgG pueden ser también determinantes en la susceptibilidad. Además, la población anciana está asociada a una peor evolución dado el descenso de anticuerpos y la regulación positiva de la expresión de ACE2 durante la senescencia. - Artículo 5: El grupo sanguíneo O presentó un riesgo dos veces inferior de requerir ventilación mecánica o fallecer a los 28 días (log rank: p=0,042). Al ingreso, todos los niveles de citoquinas estadísticamente significativos, excepto HGF, fueron más altos en los pacientes del grupo sanguíneo O, mientras que, a los 6 días de ingreso mostraron un descenso significativo, entre 20% y 40%. Por el contrario, el grupo A/B/AB presentó un mantenimiento de los niveles de citoquinas a lo largo del tiempo. HGF mostró una asociación significativa con el riesgo de intubación o mortalidad en el grupo sanguíneo no-O [OR: 4,229, IC95% (2,064–8,665), p<0,001] y también fue el único biomarcador de mal pronóstico en pacientes del grupo sanguíneo O [OR: 8,852, IC95% (1,540–50,878), p=0,015]. Al ingreso hospitalario, los mayores niveles de citoquinas en el grupo sanguíneo O asociaron un mejor pronóstico. CONCLUSIONES En la infección por SARS-CoV-2, el estudio del perfil inflamatorio-molecular junto con la implicación del grupo sanguíneo ABO ha identificado marcadores diagnósticos (IP-10), pronósticos (HGF, IL-1α e IL-27) y ahondado en el papel que juegan los anticuerpos del sistema ABO en la modulación de la respuesta inmune (grupo sanguíneo O asocia mayor elevación de citoquinas que condicionan un mejor pronóstico). Las principales conclusiones derivadas de los diferentes trabajos de investigación realizados han sido las siguientes: 1. Se identificó la IP-10 como un marcador robusto en la detección precoz de la infección por SARS-CoV-2 en pacientes hospitalizados. 2. Elevados niveles de HGF e IL-1, junto con el descenso de la IL-27 estaban fuertemente asociados con la gravedad de la enfermedad y fueron excelentes predictores de mal pronóstico. De hecho, IL-1 y HGF eran también biomarcadores de mortalidad. 3. En el contexto de una infección por SARS-CoV-2, el grupo sanguíneo A se asoció con un mayor índice de comorbilidad de Charlson así como con una mayor mortalidad a nivel hospitalario. 4. El grupo sanguíneo O asoció menores tasas de ingreso hospitalario y menor riesgo de intubación o mortalidad. 5. Los anticuerpos naturales anti-A y B del sistema ABO interfieren dificultando la unión entre la proteína S del SARS-CoV-2 y la ACE2 de la célula huésped, confiriendo una menor susceptibilidad y gravedad a los pacientes de grupo sanguíneo O. 6. El mejor pronóstico en el grupo sanguíneo O se asoció con niveles significativamente mayores de todas las citoquinas analizadas al ingreso (excepto la HGF) con un consiguiente descenso a los 6 días de estancia hospitalaria, no evidenciado en otros grupos sanguíneos. 7. La concentración plasmática de los anticuerpos, la relevancia del isotipo IgG en el grupo sanguíneo O y la regulación positiva de la expresión de la ACE2 junto con el descenso de las inmunoglobulinas en la senescencia, son otros determinantes en la severidad de la infección.