Imagine una pandilla (virus) que quiere aprovecharse de las casas de los vecinos (células) para vivir, crecer y reproducirse en ellas. Cuando invaden las casas, se consiguen con vecinos que tienen un arsenal (pistolas, ametralladoras, granadas, etc.) los cuales matan a la mayoría de los virus, pero, como consecuencia de la violenta defensa, destruyen sus propias casas. Los pocos miembros sobrevivientes de la pandilla buscan vías de escape. Se cree que se van a reorganizar para invadir una nueva urbanización para la cual ya cuentan con las llaves maestras que abren las puertas traseras de todas las casas.

En el mundo celular e inmunológico, esa respuesta violenta para defenderse de un agente extraño recibe el nombre de tormenta de citocinas, la cual se define como una reacción exagerada de la respuesta inmunitaria. Sucede en varias enfermedades, generalmente causadas por agentes infecciosos (parásitos, bacterias, virus) y moléculas de peligro o daño, llamadas así porque rompen el equilibrio celular, la homeostasis. En la piel, se observan reacciones similares a la tormenta de citocinas en la alopecia areata y en la leishmaniasis.

En los animales, la piel es el tegumento que nos separa del mundo exterior y las mucosas el tegumento que nos separa del mundo interior; ambas tienen el mismo sistema inmunológico, pero funcionan de forma diferente. La piel responde vigorosamente contra algo que nos agrede; en contraste, en las mucosas, la respuesta inmunitaria está suprimida para no responder activamente a las cosas que respiramos, comemos u olfateamos. 

Lamentablemente, la tormenta de citocinas, en lugar de defender y reparar, causa daño principalmente al tejido epitelial de los pulmones y otros epitelios como los del tracto intestinal, ocular, etc. 

Desde 1993, cuando se acuñó el término por primera vez en una publicación científica, ha captado la atención del público y la comunidad científica por igual. Su uso en investigación de enfermedades infecciosas comenzó en este siglo, asociado a varias infecciones por virus, incluyendo los coronavirus.

La tormenta de citocinas comienza con la respuesta inmunitaria innata o natural que responde a moléculas comunes de patógenos que, en el caso de los virus, son su mismo material genético, el ARN. 

Los coronavirus infectan las células epiteliales pulmonares y los macrófagos alveolares para producir su progenie y liberar citocinas, principalmente interferones. Estas citocinas activan las células dendríticas (las directoras de la orquesta inmunológica) del epitelio, algunas de ellas infectadas, conduciendo a una tormenta de citocinas.

Un paciente con COVID-19, en buenas condiciones de salud y terreno genético apropiado, puede desarrollar una respuesta inmunitaria adaptativa, que produce anticuerpos contra el coronavirus y desarrolla una respuesta inflamatoria capaz de destruir en forma rápida y eficiente al virus. Estos anticuerpos contra el virus también proporcionan protección al evitar segundas infecciones del coronavirus en los enfermos curados.

Sin embargo, en algunos pacientes, el virus se replicará y se propagará rápidamente antes de que la respuesta inmunitaria adaptativa lo controle. Una razón por la que esto puede suceder es que exista una alta carga viral. La otra razón por la cual se puede perder el control inmunológico sobre el virus es que el sistema inmunológico esté debilitado y genere respuestas débiles o tardías, permitiendo que el virus se propague de una célula a otra relativamente sin control. Tal como sucede en las poblaciones vulnerables al COVID-19, personas de edad avanzada o inmunosuprimidas debido a otras enfermedades crónicas o medicamentos. 

En las infecciones por coronavirus, las posibilidades de que el sistema inmunológico se descontrole y produzca una tormenta de citocinas, con su respuesta inmunitaria exacerbada, es alta en los grupos vulnerables, causando muerte celular masiva en los pulmones, lo que resulta en infecciones severas, síndrome de dificultad respiratoria aguda e incluso la muerte. Clínicamente, en estos pacientes los pulmones se llenan de líquido y no pueden oxigenarse o desarrollan una sepsis generalizada con alta presión arterial que lleva a la muerte.

Existen algunas teorías relacionadas a la desestabilización de la respuesta inmunitaria y el subsecuente daño tisular. Algunos investigadores hablan de los guardianes del equilibrio inmunológico, controlado por una serie de moléculas producidas por las células epiteliales de los tegumentos, piel y mucosas. Estas moléculas son factores que controlan y regulan la homeostasis inmunológica. La infección de las células epiteliales por el coronavirus altera la fisiología del epitelio generando una respuesta inmunitaria desordenada y exacerbada, caracterizada por una tormenta de citocinas que causa daño tisular, que hoy conocemos como COVID-19.

Varios investigadores sospechan que las tormentas de citocinas causaron muchas de las muertes en la pandemia de gripe de 1918 y el brote de SARS en 2003, un virus relacionado al que causa COVID-19.

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Nota sobre el autor: Félix J. Tapia. Biólogo de Concordia University, Montreal, Canadá e inmunólogo de la Universidad de Londres, Reino Unido. Profesor Titular de la Universidad Central de Venezuela (UCV) y jefe del Laboratorio de Biología Molecular, Instituto de Biomedicina, UCV.  Ha publicado más de 100 artículos en revistas científicas y capítulos en libros. Algunas de sus distinciones son: Miembro Honorario de la Sociedad Venezolana de Dermatología (1993); Premio Fundación Empresas Polar “Lorenzo Mendoza Fleury” en 2005; Miembro de la Academia de Ciencias de América Latina (ACAL, 2018); Premio “Voz de la Ciencia 2019 del Instituto de Investigaciones Biomédicas e Incubadora Venezolana de la Ciencia. Además, ha sido miembro de comités editoriales de varias revistas científicas y activo en el ciberespacio con publicaciones en varios blogs.

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Tomado de Guoa & Thomas 2017 New fronts emerge in the influenza cytokine storm doi:10.1007/s00281-017-0636-y