I. Como o coronavírus mata? Os médicos traçam um tumulto feroz no corpo, do cérebro aos dedos dos pés

How does coronavirus kill? Clinicians trace a ferocious rampage through the body, from brain to toesBy  Meredith Wadman, Jennifer Couzin-Frankel, Jocelyn Kaiser, Catherine MatacicApr. 17, 2020 , 6:45 PM Science’s COVID-19 reporting is supported by the Pulitzer Center.

I. Como o coronavírus mata? 

Os médicos traçam um tumulto feroz no corpo, do cérebro aos dedos dos pés

Em rodadas em uma unidade de terapia intensiva de 20 leitos em um dia recente, o médico Joshua Denson avaliou dois pacientes com convulsões, muitos com insuficiência respiratória e outros cujos rins estavam em uma perigosa descida. Dias antes, suas rondas foram interrompidas quando sua equipe tentou, e falhou, ressuscitar uma jovem cujo coração havia parado. Todos compartilhavam uma coisa, diz Denson, médico pulmonar e de cuidados intensivos da Escola de Medicina da Universidade de Tulane. "Eles são todos positivos para COVID."

À medida que o número de casos confirmados de COVID-19 ultrapassa os 2,2 milhões em todo o mundo e as mortes superam os 150.000, médicos e patologistas estão lutando para entender os danos causados ​​pelo coronavírus enquanto este atravessa o corpo. Eles estão percebendo que, embora os pulmões sejam o ponto zero, seu alcance pode se estender a muitos órgãos, incluindo o coração e os vasos sanguíneos, rins, intestino e cérebro.

"[A doença] pode atacar quase tudo no corpo, com consequências devastadoras", diz o cardiologista Harlan Krumholz, da Universidade de Yale e do Hospital Yale-New Haven, que lidera vários esforços para reunir dados clínicos sobre o COVID-19. "Sua ferocidade é de tirar o fôlego e humilhante."

Compreender o tumulto poderia ajudar os médicos nas linhas de frente a tratar a fração de pessoas infectadas que ficam desesperadas e às vezes misteriosamente doentes. Uma tendência perigosa recentemente observada à coagulação do sangue transforma alguns casos leves em emergências com risco de vida? Existe uma resposta imune excessivamente zelosa por trás dos piores casos, sugerindo que o tratamento com drogas supressoras do sistema imunológico possa ajudar? O que explica o surpreendentemente baixo oxigênio no sangue que alguns médicos estão relatando em pacientes que, no entanto, não estão ofegando? "Adotar uma abordagem sistêmica pode ser benéfico quando começamos a pensar em terapias", diz Nilam Mangalmurti, intensivista pulmonar do Hospital da Universidade da Pensilvânia (HUP).

A infecção começa

Quando uma pessoa infectada expele gotículas carregadas de vírus e outra pessoa as inala, o novo coronavírus, chamado SARS-CoV-2, entra no nariz e na garganta. Ele encontra um lar bem-vindo no revestimento do nariz, de acordo com uma pré-impressão de cientistas do Instituto Wellcome Sanger e de outros lugares. Eles descobriram que as células são ricas em um receptor da superfície celular chamado enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2). Em todo o corpo, a presença de ACE2, que normalmente ajuda a regular a pressão arterial, marca os tecidos vulneráveis ​​à infecção, porque o vírus exige que o receptor entre na célula. Uma vez dentro, o vírus seqüestra as máquinas da célula, fazendo inúmeras cópias de si mesmo e invadindo novas células.

À medida que o vírus se multiplica, uma pessoa infectada pode lançar grandes quantidades dele, principalmente durante a primeira semana. Os sintomas podem estar ausentes neste momento. Ou a nova vítima do vírus pode desenvolver febre, tosse seca, dor de garganta, perda de olfato e paladar ou dores de cabeça e corpo.

Se o sistema imunológico não repelir o SARS-CoV-2 durante esta fase inicial, o vírus marcha pela traqueia para atacar os pulmões, onde pode se tornar mortal. Os ramos mais finos e distantes da árvore respiratória do pulmão terminam em pequenos sacos aéreos chamados alvéolos, cada um revestido por uma única camada de células que também são ricas em receptores ACE2.

Normalmente, o oxigênio atravessa os alvéolos para os capilares, pequenos vasos sanguíneos que ficam ao lado dos sacos de ar; o oxigênio é então transportado para o resto do corpo. Mas, à medida que o sistema imunológico luta com o invasor, a própria batalha interrompe essa transferência saudável de oxigênio. Os glóbulos brancos da linha de frente liberam moléculas inflamatórias chamadas quimiocinas, que, por sua vez, convocam mais células imunes que atacam e matam células infectadas por vírus, deixando para trás um guisado de células mortas e fluidas - pus. Esta é a patologia subjacente da pneumonia, com seus sintomas correspondentes: tosse; febre; e respiração rápida e superficial (ver gráfico). Alguns pacientes com COVID-19 se recuperam, às vezes com mais apoio do que o oxigênio inspirado pelas pinças nasais.

Outros, porém, deterioram-se, freqüentemente de repente, desenvolvendo uma condição chamada síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA). Os níveis de oxigênio em seu sangue caem e eles se esforçam cada vez mais para respirar. Nas radiografias e nas tomografias computadorizadas, seus pulmões estão cheios de opacidades brancas onde o espaço negro - o ar - deveria estar. Geralmente, esses pacientes acabam usando ventiladores. Muitos morrem. As autópsias mostram que seus alvéolos ficaram cheios de líquido, glóbulos brancos, muco e detritos das células pulmonares destruídas.

O impacto de um invasor

Em casos graves, o SARS-CoV-2 aterrissa nos pulmões e pode causar danos profundos lá. Mas o vírus, ou a resposta do corpo a ele, pode ferir muitos outros órgãos. Os cientistas estão apenas começando a investigar o escopo e a natureza desse dano. Clique no nome do órgão para obter mais informações.

Alguns médicos suspeitam que a força motriz em muitas trajetórias de downhill de pacientes gravemente enfermos seja uma reação exagerada desastrosa do sistema imunológico conhecida como "tempestade de citocinas", que outras infecções virais são conhecidas por desencadear. As citocinas são moléculas químicas de sinalização que orientam uma resposta imune saudável; mas em uma tempestade de citocinas, os níveis de certas citocinas sobem muito além do necessário e as células imunológicas começam a atacar tecidos saudáveis. Pode ocorrer vazamento de vasos sanguíneos, queda de pressão arterial, formação de coágulos e falência catastrófica de órgãos.

Alguns estudos mostraram níveis elevados dessas citocinas indutoras de inflamação no sangue de pacientes com COVID-19 hospitalizados. "A real morbimortalidade desta doença provavelmente é causada por uma resposta inflamatória desproporcional ao vírus", diz Jamie Garfield, pneumologista que cuida de pacientes com COVID-19 no Temple University Hospital.

Mas outros não estão convencidos. “Parece ter havido uma mudança rápida para associar o COVID-19 a esses estados hiperinflamatórios. Eu realmente não vi dados convincentes de que esse seja o caso ”, diz Joseph Levitt, médico de cuidados intensivos pulmonares da Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford.

Ele também está preocupado que os esforços para atenuar uma resposta de citocinas possam sair pela culatra. Vários medicamentos direcionados a citocinas específicas estão em ensaios clínicos em pacientes com COVID-19. Mas Levitt teme que esses medicamentos possam suprimir a resposta imune de que o corpo precisa para combater o vírus. "Existe um risco real de permitirmos mais replicação viral", diz Levitt.

Enquanto isso, outros cientistas estão se concentrando em um sistema orgânico totalmente diferente, que eles dizem estar causando a rápida deterioração de alguns pacientes: o coração e os vasos sanguíneos.

Nos pulmões, a constrição dos vasos sanguíneos pode ajudar a explicar relatos anedóticos de um fenômeno desconcertante observado na pneumonia causada pelo COVID-19: alguns pacientes têm níveis extremamente baixos de oxigênio no sangue e ainda não estão ofegando. É possível que, em alguns estágios da doença, o vírus altere o delicado equilíbrio hormonal que ajuda a regular a pressão sanguínea e contrai os vasos sanguíneos que vão para os pulmões. Portanto, a captação de oxigênio é impedida por vasos sanguíneos contraídos, e não por alvéolos entupidos. "Uma teoria é que o vírus afeta a biologia vascular e é por isso que vemos esses níveis realmente baixos de oxigênio", diz Levitt.

Se o COVID-19 atingir os vasos sanguíneos, isso também pode ajudar a explicar por que os pacientes com danos pré-existentes nesses vasos, por exemplo, devido a diabetes e pressão alta, enfrentam maior risco de doenças graves. Dados recentes do Centro de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) de pacientes hospitalizados em 14 estados dos EUA descobriram que cerca de um terço tinha doença pulmonar crônica - mas quase o mesmo apresentava diabetes e metade deles apresentava pressão alta pré-existente.

Mangalmurti diz que ficou "chocada com o fato de não termos um grande número de asmáticos" ou de pacientes com outras doenças respiratórias na UTI do HUP. "É muito impressionante para nós que os fatores de risco parecem ser vasculares: diabetes, obesidade, idade, hipertensão".

Os cientistas estão lutando para entender exatamente o que causa o dano cardiovascular. O vírus pode atacar diretamente o revestimento do coração e dos vasos sanguíneos, que, como o nariz e os alvéolos, são ricos em receptores ACE2. Ou talvez a falta de oxigênio, devido ao caos nos pulmões, danifique os vasos sanguíneos. Ou uma tempestade de citocinas pode devastar o coração, assim como outros órgãos.

"Ainda estamos no começo", diz Krumholz. "Realmente não entendemos quem é vulnerável, por que algumas pessoas são afetadas tão severamente, por que ocorre tão rapidamente ... e por que é tão difícil [para alguns] se recuperar".