Modelos in vivo e in vitro empleados para la evaluación y caracterización de SARS-CoV-2

Abstract

La enfermedad COVID-19 es una enfermedad infecciosa, altamente contagiosa y mortal que se propaga rápidamente a través de partículas de fómites y gotitas que surgen al estornudar y toser por la acción de una persona infectada. Los principales síntomas leves o moderados son tos, fiebre, disnea, fatiga, conjuntivitis y diarrea, mientras que las complicaciones graves incluyen síndrome de dificultad respiratoria, tromboembolismo pulmonar, trombosis venosa profunda, eventos cardiovasculares agudos, encefalitis, accidentes cerebrovasculares y falla orgánica múltiple, entre otras. El agente causante de COVID-19 es un nuevo coronavirus llamado oficialmente síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), que pertenece al género Betacoronavirus, su genoma es un ARN monocatenario de sentido positivo (+ARNss), con envoltura, comprende 14 marcos de lectura abiertos (ORF) que contienen ~30000 nucleótidos, dos tercios de los cuales codifican 16 proteínas no estructurales (nsp 1-16) que componen el complejo de replicasa. El tercio restante codifica nueve proteínas accesorias (ORF) y cuatro proteínas estructurales: pico o espiga (S), envoltura (E), membrana (M) y nucleocápside (N). Las nsp participan en la patogénesis viral modulando la regulación de la transcripción temprana, la actividad de la helicasa, la inmunomodulación, la transactivación de genes y la respuesta antiviral. Las proteínas estructurales de encargan de: Proteína S; inicia la infección debido a que media la entrada del SARS-CoV-2 a la célula huésped para después unirse a ellas a través de su RBD. Proteína E; se encarga del ensamblaje y liberación de viriones. Proteína M; se encarga del empaquetamiento del ARN. Proteína N; se encargan el empaquetamiento del ARN viral en la ribonucleocápsida. Debido a la aparición y rápida propagación mundial del SARS-CoV-2 ha llevado a la comunidad científica a desarrollar modelos in vivo e in vitro que puedan aplicarse en la investigación de COVID-19, ya que estos no solo nos ayudan a comprender la patogenia y los mecanismos de la biología de la enfermedad, sino también a dilucidar aspectos de farmacología, toxicología e inmunología de las estrategias terapéuticas y de vacunas, así como comprender y proporcionar resultados precisos y completos en una variedad de entornos clínicos humanos. Se han diseñado modelos in vivo, en donde utilizan como modelo a los ratones, hurones y primates y modelos in vitro, en donde se han utilizado modelos celulares, donde se incluyen cultivos bidimensionales (2D) de líneas celulares inmortalizadas o células primarias y cultivos tridimensionales (3D) derivados de pulmón, alvéolos, bronquios y otros órganos.