Los animales que reciben un inhibidor de una respuesta antiviral de muerte celular llamada necroptosis tienen menos probabilidades de morir de influenza incluso en una etapa tardía de la infección. Esto tiene implicaciones para el desarrollo de terapias para enfermedades respiratorias. Si hay una lección que aprender de la pandemia, es que debemos estar mejor preparados para la próxima. Las pandemias de gripe han matado a millones de personas en el pasado y podrían volver a hacerlo. A diferencia del coronavirus SARS-CoV-2, algunas cepas de influenza han demostrado ser particularmente letales para los adultos más jóvenes y aparentemente sanos, posiblemente porque provocaron una respuesta inflamatoria muy fuerte en ese grupo. Gautam et al. muestran que al inhibir una respuesta de muerte celular llamada necroptosis, una importante estrategia antiviral innata, se reduce la fuerza de la respuesta inflamatoria en un modelo animal de infección grave por gripe, lo que reduce sustancialmente la mortalidad.
Aunque parezca obvio que una respuesta inflamatoria agresiva desencadenada por la rama innata del sistema inmunitario restringirá el crecimiento viral, en las infecciones pulmonares la fuerza de la respuesta y los niveles de moléculas inflamatorias clave llamadas citoquinas se encuentran, de hecho, entre los predictores más claros de enfermedad grave. Intuitivamente, se podría suponer que esto se debe a que la fuerza de la respuesta inflamatoria refleja la cantidad de virus presente (la carga viral). Sin embargo, la carga viral en muestras de tejido respiratorio no es un predictor fiable de la gravedad de la enfermedad.
El poder predictivo de una respuesta inflamatoria fuerte probablemente se deba al hecho de que, además de ayudar a combatir la infección, la respuesta inflamatoria puede interferir con el funcionamiento del tejido infectado. Esto indica la necesidad de mantener un delicado equilibrio entre estos dos resultados. La aparición de una respuesta inflamatoria excesiva y destructiva, o “tormenta de citoquinas”, se ha debatido en el contexto de la COVID-19. El estudio actual no solo muestra que la necroptosis puede conducir a la inflamación, sino que también proporciona evidencia consistente con la hipótesis de que una tormenta de citoquinas es una causa, en lugar de un correlato, de la enfermedad grave.
Los virus requieren una célula huésped viva en la que replicarse y, por lo tanto, el suicidio celular en respuesta a la infección es una estrategia antiviral particularmente efectiva. Un mecanismo llamado apoptosis, que está mediado por enzimas llamadas caspasas, es la respuesta preferida a la muerte celular. Esto se debe probablemente a que las células moribundas que sufren apoptosis son rápidamente absorbidas por otras células, lo que impide la liberación de su contenido celular en el tejido circundante y, por lo tanto, permite una regulación estricta de la respuesta inflamatoria. Los virus han desarrollado estrategias para bloquear la apoptosis, que, en una carrera armamentista evolutiva, ha requerido una contrarrespuesta del huésped. Una de esas estrategias es la necroptosis, un tipo de muerte celular en la que una célula moribunda se abre, que generalmente se activa en respuesta a la inhibición de la caspasa. Sin embargo, la necroptosis parece conllevar el riesgo de una respuesta inflamatoria que causa más daño tisular que la muerte celular por apoptosis.
La necroptosis se desencadena por estímulos similares a los que provocan la apoptosis. Estos incluyen signos de infección viral, como la presencia de ARN viral. En una infección por influenza, la proteína huésped ZBP1 se une a un tipo de ARN viral llamado ARN-Z y activa RIPK3, un tipo de enzima llamada quinasa que puede agregar grupos fosfato a las proteínas, un proceso conocido como fosforilación. A continuación, RIPK3 activa la vía apoptótica, de forma independiente de la quinasa, a través de la proteína caspasa-8. Durante una infección por gripe, en una desviación del proceso secuencial normal de activación de la necroptosis, que ocurre solo si se inhibe la apoptosis, RIPK3 activado fosforila y activa una proteína necesaria para la necroptosis, la molécula formadora de poros MLKL (véase Figura).
A pesar de esta doble activación de las vías de muerte celular, la vía apoptótica es suficiente para restringir el crecimiento viral y apoyar una respuesta inmunitaria normal, lo que hace que el bloqueo de la necroptosis mediante la inhibición de la actividad quinasa de RIPK3 sea una diana terapéutica atractiva durante la infección por gripe. Desafortunadamente, la inhibición de la actividad de la quinasa RIPK3, ya sea por moléculas pequeñas o genéticamente, a menudo tiene la desventaja de que también activa la apoptosis, lo que ha disminuido el entusiasmo por esta estrategia. Gautam et al. informan del desarrollo de un potente inhibidor de RIPK3 llamado UH15-38, que, en dosis bajas, inhibe la necroptosis pero no activa la apoptosis. Además, el inhibidor no muestra ninguna actividad fuera de la diana en otras vías de señalización inflamatoria, ni inhibe las quinasas estrechamente relacionadas.
Las inyecciones diarias de UH15-38 fueron bien toleradas por los ratones, sin indicios obvios de toxicidad y, lo que es más importante, el inhibidor fue muy eficaz para reducir la mortalidad en modelos de infección por gripe. Además, UH15-38 no aumentó la supervivencia de los ratones infectados que carecen de RIPK3 o MLKL, lo que indica que el efecto del inhibidor se debe a la actividad en el objetivo. UH15-38 también protegió a los ratones de manera mucho más efectiva que otro inhibidor de RIPK3, lo que en realidad aumentó la gravedad de la enfermedad, posiblemente debido a que el inhibidor tiene una capacidad secundaria para inducir la apoptosis en células no infectadas.
Uno de los hallazgos interesantes reportados por los autores es que después del inicio de la infección, un tipo particular de célula pulmonar llamada célula epitelial alveolar tipo I contenía alrededor de 80 veces más ARN viral que cualquier otro tipo de célula pulmonar. Esto encaja con observaciones previas de que la destrucción de este tipo de célula en particular, a partir de un umbral de destrucción del 10% de estas células, se correlaciona con la pérdida de la función pulmonar y la letalidad. De acuerdo con los efectos de UH15-38 y la importancia potencial para el tratamiento de enfermedades con UH15-38, estas células expresan toda la maquinaria necroptótica requerida y, en caso de infección, MLKL se fosforila, un proceso que puede ser bloqueado por UH15-38. Por el contrario, la activación de la caspasa-8 y la caspasa-3 no se ve afectada por UH15-38.
El hallazgo más llamativo presentado por los autores es que UH15-38 funciona durante al menos 5 días después de la infección. En estudios anteriores en ratones, los antivirales aprobados para su uso en la clínica, como el oseltamivir y el zanamivir, funcionaron mejor cuando se administraron antes de la infección (profilácticamente) y no proporcionaron una protección notable si se administraron 48 horas después del inicio de la infección. Por lo tanto, estos medicamentos generalmente se recomiendan solo para pacientes en riesgo dentro de las 48 horas posteriores a los primeros signos de síntomas. Sería interesante que los dos tipos de inhibidores se probaran cara a cara para determinar si se puede confirmar la superioridad de UH15-38 y si los hallazgos tienen relevancia para los tratamientos clínicos.
¿Es el UH15-38 particularmente efectivo en la influenza porque se acumula en el pulmón o porque el pulmón es particularmente susceptible a la necroptosis? Ambas cosas son posibles. Gautam y sus colegas informan que el nivel de UH15-38 en el pulmón es ocho veces más alto que el nivel en el plasma sanguíneo. Ha habido una serie de informes sobre otras afecciones pulmonares, incluida la enfermedad pulmonar obstructiva crónica y el asma, en las que se ha demostrado que la necroptosis, al menos en modelos de ratón, contribuye a la gravedad de la enfermedad. Por el contrario, un artículo que examina el papel de la necroptosis en la infección por SARS-CoV-2, sobre la base de estudios de infecciones letales en ratones que carecen de MLKL, indica que la necroptosis no tiene ningún papel en la gravedad de la enfermedad, lo que sugiere que la inhibición de la necroptosis no será una panacea para todas las enfermedades respiratorias. Por lo tanto, el uso de este nuevo inhibidor de RIPK3 para hacer frente a las infecciones gripales logra un equilibrio, reduciendo la fuerza de la respuesta inflamatoria pero manteniendo su efecto antiviral.
Nishma Gupta & John Silke. Nature. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-00910-2
Gautam, A. et al. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-024-07265-8 (2024).
