Entre los síntomas menos comunes de la covid-19 se encuentran los gastrointestinales, que se manifiestan como náuseas, diarrea o dolor de estómago. La infección del intestino, en algunos casos, está relacionada con tipologías más graves de la covid-19, pero las interacciones exactas entre el virus y el tejido intestinal son difíciles de estudiar en las personas. Y los modelos animales, si bien son útiles, no reflejan completamente cómo reaccionan los órganos humanos a la infección por patógenos, lo que limita aún más la comprensión actual de cómo los coronavirus como el SARS-CoV-2 afectan el intestino.
Para resolver ese problema, un equipo de científicos del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica de la Universidad de Harvard y varias otras organizaciones asociadas han utilizado un chip intestinal humano desarrollado previamente para estudiar la infección por coronavirus y los tratamientos potenciales en un entorno que imita el intestino humano con mayor eficacia que las células cultivadas en un plato.
En el experimento, los científicos infectaron el chip intestinal con un coronavirus que causa el resfriado común y que, como el SARS-CoV-2, utiliza el receptor ACE2 para acceder a las células. Posteriormente, probaron los efectos de varios medicamentos usados hasta ahora para tratar la infección por el SARS-CoV-2. Los expertos descubrieron que un medicamento llamado nafamostat redujo la infección mientras que el medicamento remdesivir, que se ha utilizado para tratar a pacientes con Covid-19, no redujo la infección y de hecho dañó el tejido intestinal. Los resultados han sido publicados en la revista Frontiers in Pharmacology.
Hasta ahora, la mayoría de los estudios in vitro de la infección por coronavirus se han llevado a cabo en organoides (manchas de células de órganos humanos que crecen en un plato), que carecen de muchas de las características de los tejidos vivos. Los chips de órganos abordan este problema proporcionando un entorno fisiológico que recrea el tejido y otras condiciones físicas que experimentan las células de los órganos en el cuerpo humano.
El chip intestinal es un dispositivo del tamaño de una memoria USB fabricado con un polímero transparente y flexible a través del cual pasan dos canales paralelos: uno revestido con células de vasos sanguíneos humanos y el otro con células de revestimiento intestinal humano. Una membrana permeable entre los dos canales asegura que las células puedan intercambiar mensajeros moleculares y que las sustancias puedan llegar a la sangre a través del intestino, imitando la digestión.
Los tejidos del chip intestinal se estiran y liberan continuamente para recrear los movimientos rítmicos causados por las contracciones musculares del tracto gastrointestinal. Los científicos, además, confirmaron que el chip intestinal contiene una variedad de tipos de células que se encuentran en el intestino humano, incluidas las células madre, las células caliciformes y las células absorbentes intestinales.
Luego, el equipo introdujo el coronavirus NL63 en el canal revestido con células intestinales y observó lo que sucedió. El chip intestinal mostró signos de infección: la capa de células intestinales se volvió permeable a medida que las conexiones entre ellas se vieron comprometidas por el virus.