La supercomputadora Summit del Oak Ridge National Lab en Tennessee y la segunda más rápida del mundo, tardó tan solo una semana en procesar 2.500 millones de combinaciones genéticas, a partir de más de 40.000 genes de 17.000 muestras genéticas acumuladas desde el verano para llegar al "momento eureka". Es que, a partir de esto, la máquina reveló una nueva teoría sobre cómo el coronavirus (Covid-19) impacta en el cuerpo.

La teoría de la bradicinina, elaborada a partir de los datos recopilados por el equipo, proporciona un modelo que explica los síntomas del coronavirus y sugiere más de 10 tratamientos potenciales, muchos de los cuales ya están aprobados por la Administración de Medicamentos y Alimentos de Estados Unidos (FDA).

Según los hallazgos del equipo, una infección por coronavirus generalmente comienza cuando el virus ingresa al cuerpo a través de los receptores ACE2 en la nariz (los receptores, a los que se sabe que ataca el virus, son abundantes allí). Luego, el virus avanza a través del cuerpo, ingresando a las células en otros lugares donde también está presente ACE2: los intestinos, los riñones y el corazón. Esto probablemente explica al menos algunos de los síntomas cardíacos y gastrointestinales de la enfermedad.

Los datos analizados por Summit muestran que el virus no se contenta con simplemente infectar células que ya expresan muchos receptores ACE2. En cambio, secuestra activamente los propios sistemas del cuerpo, engañándolo para que regule al alza los receptores ACE2 en lugares donde generalmente se expresan en niveles bajos o medios, incluidos los pulmones.

El sistema renina-angiotensina (RAS por sus siglas en inglés) controla muchos aspectos del sistema circulatorio, incluidos los niveles corporales de una sustancia química llamada bradicinina, que normalmente ayuda a regular la presión arterial.

Según el análisis del equipo, cuando el virus modifica el RAS, hace que los mecanismos del cuerpo para regular la bradicinina se vuelvan locos. Los receptores de bradicinina se vuelven a sensibilizar y el cuerpo también deja de descomponer la bradicinina de manera efectiva.

El resultado final es la liberación de una tormenta de bradicinina, una acumulación masiva y descontrolada en el cuerpo. Según la hipótesis, es esta tormenta la responsable en última instancia de muchos de los efectos mortales del Covid-19. 

El equipo de Jacobson dice en su artículo que “la patología de Covid-19 es probablemente el resultado de tormentas de bradicinina en lugar de tormentas de citoquinas”, que se habían identificado previamente en pacientes con Covid-19, pero que “los dos pueden estar estrechamente relacionados”. Otros artículos habían identificado previamente las tormentas de bradicinina como una posible causa de las patologías de la enfermedad.

La imposibilidad de respirar, explicada por Summit

Además, el coronavirus tiene otro “truco”. A través de otra vía, aumenta la producción de ácido hialurónico (HLA) en los pulmones. El HLA se usa a menudo en jabones y lociones por su capacidad para absorber más de 1.000 veces su peso en líquido. Cuando se combina con una fuga de líquido hacia los pulmones, los resultados son desastrosos: forma un hidrogel que puede llenar los pulmones en algunos pacientes.

Según el doctor Daniel Jacobson, investigador principal y científico jefe de biología de sistemas computacionales en Oak Ridge, una vez que esto sucede, “es como intentar respirar a través de gelatina”. Esto puede explicar por qué los respiradores han demostrado ser menos efectivos en el tratamiento de Covid-19 avanzado de lo que los médicos esperaban originalmente, según las experiencias con otros virus.

“Llega a un punto en el que, independientemente de la cantidad de oxígeno que bombee, no importa, porque los alvéolos de los pulmones están llenos de este hidrogel”, dice Jacobson. “Los pulmones se vuelven como un globo de agua”. Los pacientes pueden asfixiarse incluso mientras reciben apoyo respiratorio completo.

Los efectos cardíacos y neurológicos del coronavirus

La hipótesis de la bradiquinina también se extiende a muchos de los efectos del Covid-19 en el corazón. Aproximadamente uno de cada cinco pacientes hospitalizados con coronavirus tiene daños en el corazón, incluso si nunca antes habían tenido problemas cardíacos.

Es probable que parte de esto se deba a que el virus infecta el corazón directamente a través de sus receptores ACE2. Pero el RAS también controla aspectos de las contracciones cardíacas y la presión arterial. Según los investigadores, las tormentas de bradiquinina podrían crear arritmias y presión arterial baja, que a menudo se observan en pacientes con Covid-19.

Por otro lado, la hipótesis de la bradiquinina también explica los efectos neurológicos. Estos síntomas (mareos, convulsiones, delirio y accidente cerebrovascular) están presentes en hasta la mitad de los pacientes hospitalizados. Según Jacobson y su equipo, los estudios de resonancia magnética en Francia revelaron que muchos pacientes con Covid-19 tienen evidencia de vasos sanguíneos con fugas en el cerebro.

La bradiquinina, especialmente en dosis altas, también puede provocar una ruptura de la barrera hematoencefálica. En circunstancias normales, esta barrera actúa como un filtro entre el cerebro y el resto de su sistema circulatorio. Deja entrar los nutrientes y las moléculas pequeñas que el cerebro necesita para funcionar, al tiempo que evita la entrada de toxinas y patógenos y mantiene el entorno interno del cerebro estrictamente regulado.

Si las tormentas de bradiquinina hacen que se rompa la barrera hematoencefálica, esto podría permitir que células y compuestos dañinos entren en el cerebro, lo que provocaría inflamación, daño cerebral potencial y muchos de los síntomas neurológicos que experimentan los pacientes con Covid-19.

Cómo se contagia el coronavirus

La hipótesis de la bradicinina también podría explicar algunos de los patrones demográficos más amplios de propagación de la enfermedad. Los investigadores señalan que algunos aspectos del sistema RAS están ligados al sexo, con proteínas para varios receptores (como uno llamado TMSB4X) ubicadas en el cromosoma X.

Esto significa que las mujeres tendrían el doble de niveles de esta proteína que los hombres, un resultado confirmado por los datos de los investigadores. En su artículo, el equipo de Jacobson concluye que esto “podría explicar la menor incidencia de mortalidad inducida por Covid-19 en las mujeres”. Una peculiaridad genética del RAS podría estar dando a las mujeres una protección adicional contra la enfermedad.

La hipótesis de la bradicinina predice casi todos los síntomas de la enfermedad, incluso algunos (como hematomas en los dedos de los pies) que al principio parecen aleatorios, y además sugiere nuevos tratamientos para la enfermedad.

Qué remedios se podrían usar contra el coronavirus

Varios medicamentos se dirigen a aspectos del RAS y ya están aprobados por la FDA para tratar otras afecciones. Podría decirse que también podrían aplicarse al tratamiento de coronavirus. 

Varios, como el danazol, el estanozolol y la ecallantida, reducen la producción de bradicinina y potencialmente podrían detener la tormenta mortal de bradicinina. Otros, como el icatibant, reducen la señalización de bradicinina y podrían mitigar sus efectos una vez que ya está en el cuerpo.

Otros compuestos podrían tratar los síntomas asociados con las tormentas de bradicinina. Hymecromone, por ejemplo, podría reducir los niveles de ácido hialurónico, potencialmente evitando la formación de hidrogeles mortales en los pulmones.

Y la timbetasina podría imitar el mecanismo que los investigadores creen que protege a las mujeres de infecciones más graves por coronavirus. Todos estos tratamientos potenciales son especulativos, por supuesto, y tendrían que ser estudiados en un ambiente riguroso y controlado antes de que se pueda determinar su efectividad y se puedan usar de manera más amplia.