Revista științifică Nature communications a promovat studiul profesorului Andrea Cossarizza și anunță noile posibile frontiere terapeutice pentru tratamentul pacienților cu Covid-19. Cercetarea, efectuată în întregime în Italia la Universitatea din Modena și Reggio Emilia, explică pentru prima dată cu o mulțime de informații implicarea moleculelor responsabile de furtuna de citokine care compromite buna funcționare a sistemului imunitar și determină epuizarea funcțională a limfocitelor în cele mai severe forme ale bolii.
Cocktailul cu anticorpi
Împotriva SARS-CoV-2, omul de știință italian își imaginează unul puternic cocktail de anticorpi monoclonali, capabili să oprească atacul simultan al multitudinii de citokine care provoacă hiperinflamare și a supărat mecanismele de protecție ale organismului nostru. La fel cum virusul atacă violent, tot așa știința începe să se apere. Nu împotriva inamicului responsabil de infecție (pentru care vaccinul este așteptat cu răbdare), ci împotriva efectelor sale multiple și dăunătoare care ne dezarmează cele mai consolidate apărări.
Printre moleculele care activează și mențin hiperinflamarea imună există nu numai interleukina-6 (IL-6), împotriva căreia medicamentul biologic Tocilizumab este deja utilizat cu succes (ale cărei efecte remarcabile asupra reducerii mortalității au fost publicate recent în The Lancet Rheumatology de grupul prof. Cristina Mussini și prof. Giovanni Guaraldi), moleculele inflamatorii IL-1 și factorul de necroză tumorală-TNF. Grupul profesorului Cossarizza a fost primul care a identificat noi ținte de lovit pentru a dezarma virusul, de exemplu citokinele proinflamatorii IL-17, IL-8 și GITR (proteină indusă de glucocorticoizi și legată de familia receptorilor TNF). Studiul, a cărui versiune preliminară a fost publicată pe 20 aprilie pe platforma online a grupului Nature și descărcat în primele 48 de ore de peste 4.000 de cercetători, au încurajat studiile clinice, în curs de desfășurare cu utilizarea medicamentelor capabil să inhibe acțiunea IL-17, cum ar fi secukimumab și brodalumab, deja utilizate pentru alte boli (psoriazis și artrită psoriazică). Medicamentele anti-IL-8 precum Hu-Max-IL8 sunt acum testate.
Vânați virusul și complicii săi
Vinovatul lasă întotdeauna un detaliu incriminator. Datorită citometriei în flux (este o tehnică de laborator care utilizează un fascicul de lumină laser pentru detectarea, numărarea, caracterizarea și separarea celulelor suspendate), Profesorul Cossarizza a identificat fiecare „amprentă digitală” a virusului pe populațiile de celule implicate în procesul de infecție. Această analiză relevă complexitatea acțiunilor și reacțiilor în lanț asupra sistemului imunitar care afectează violent pacientul și îi compromit recuperarea. Studiul publicat în Nature communications indică rolul limfocitelor și moleculelor neglijate până acum, dar de mare importanță pentru formularea viitoare a medicamentelor. "În plasmă găsim o mare varietate de citokine cu acțiune pro-inflamatorie eliberată la nebunie fără coordonare "- remarcă el -" răspunsul imun, stângaci și haotic devine deosebit de periculos pentru corpul nostru ".
Măriți moleculele
Exact opusul fotografiei se întâmplă științei. Dacă măriți prea mult, imaginea se estompează și nu mai distingeți detaliile, dacă o faceți cu datele și analiza unei picături foarte mici de sânge, vedeți din ce în ce mai mult și mai bine. Pentru un virus invizibil există un „pixel” care iese în evidență. Acestea sunt diferitele populații de celule pe care organismul nostru atacat de Sars-CoV-2 își pierde controlul. Cossarizza identifică moleculele și limfocitele pe care să se concentreze atenția pentru terapiile viitoare.
În special, notează activitatea importantă a Limfocite Th17, care au funcția de recrutare și activare a neutrofilelor (celule care pot migra către plămâni și sunt puternic implicate în patogeneza infecției). Aceste limfocite secretă IL-17 (interleukina 17) care la rândul său induce producția de alte citokine și chemokine în focarul inflamator. Cercetări suplimentare se concentrează pe această interleukină pentru formularea unei terapii anti Covid-19.
Sistemul imunitar este atacat
În plus, o activare masivă a sistemul imunitar, epuizarea mijloacelor de apărare (care își pierd eficacitatea) și senescența (nu se repetă). Analizele efectuate arată o scădere a celulelor CD4 + și CD8 +, dar diferențe semnificative și modificări imune importante și între celulele naive (cele care trec prin organele limfoide secundare - splina și ganglionii limfatici - așteaptă să răspundă la un antigen), celulele efectoare (adică care au dobândit capacitatea de a produce molecule pentru a elimina antigenul, inclusiv limfocitele T CD4 + și CD8 +), memoria (cele silențioase care sunt reactivate, datorită acțiunii citokinelor, numai atunci când recunosc un antigen deja întâlnit) și limfocite Celule T de reglementare: Celulele T de reglementare (Tregs), în special, sunt responsabile pentru o varietate de reacții imune. Sunt capabili să suprime fenomenele autoimune, să atenueze reacțiile alergice sau să blocheze respingerea unui transplant, dar au și capacitatea de a inhiba un răspuns imun protector împotriva agenților patogeni sau a tumorilor. Această caracteristică poate favoriza în mod clar progresia unei boli sau infecții: „Mai multe tipuri de celule Treg sunt crescute în sângele periferic al pacienților cu Covid-19 și plasma lor conține cantități mari de IL-10, o citokină antiinflamatoare produsă de aceștia. celule "- spune el -" ceea ce favorizează extinderea virusului ".
Rolul proteinelor
Multe celule exprimă, de asemenea proteina CD57 (CD înseamnă cluster de diferențiere), considerat markerul senescenței replicative: "este asociat cu îmbătrânirea umană și infecțiile cronice" - spune el - "prezența sa detectează deficiența funcțională a sistemului imunitar, de exemplu la pacienții cu boli autoimune, boli infecțioase, tumori și indică o susceptibilitate ridicată la moartea celulară ". Activarea celulelor cu acest tip de epuizare implică nu numai lipsa de expansiune clonală (replicare), adică o celulă moare fără a putea reproduce înlocuitori eficienți, ci și producerea de molecule care pot provoca inflamații. La pacienții vârstnici (chiar și la subiecții supraponderali) există și un proces de inflamație cronică care nu este asociat cu infecții care ia numele de inflamator (termen inventat acum 25 de ani de Cossarizza însuși) și este accentuat pe măsură ce pacienții îmbătrânesc: „Deseori îmbătrânirea este legată de o creștere a răspunsului inflamator care poate deveni dăunător” - spune el - «subiecții care sunt capabili să controleze mai bine acest fenomen și să producă mai multe molecule antiinflamatorii cu siguranță au șanse mai mari de a evita furtuna de citokine și de a depăși coronavirusul. Mulți centenari ne-au arătat deja acest lucru ».
Pacienții, de asemenea manifestă o expresie ridicată a PD1 (moarte programată), o proteină de pe suprafața celulelor care reglează răspunsul sistemului imunitar în inducerea și menținerea toleranței periferice (capacitatea de a nu reacționa la antigenele produse de corpul nostru) și se ocupă cu moartea celulară programată sau apoptoza. Când o celulă este deteriorată dincolo de capacitatea sa de a repara sau infectată cu un virus, aceasta este eliminată. Celulele infectate pot scăpa de această soartă datorită producției unei alte proteine, PD-L1. Legătura dintre PD-L1 și PD-1 pe limfocitele T killer naturale (importante pentru recunoașterea și distrugerea tumorii sau a celulelor infectate) este deosebit de dăunătoare: „Previne activarea acestor limfocite, deci distrugerea celulei bolnave” - spune el - „și proliferarea, de aici și multiplicarea celulelor imune dedicate distrugerii agentului patogen”.
Interleukina 8
IL-8 (interleukina 8) participă, de asemenea, la inflamația corpului nostru în timpul infecției cu Sars-CoV-2: "Ar putea fi de o importanță deosebită, fiind capabil să recruteze neutrofile din sânge în țesuturile infectate sau rănite" - spune el - " producția sa poate fi indusă de o gamă largă de stimuli precum TNF-α (factor de necroză tumorală), bacterii, viruși și poate fi sintetizată de diferite tipuri de celule, inclusiv monocite, macrofage, celule endoteliale și epiteliale ".
Endoteliul este mucoasa interioară a vaselor de sânge, a inimii și a vaselor limfatice. Îndeplinește numeroase funcții, inclusiv reglarea coagulării și a agregării plachetare. Când virusul intră în alveolă, celulele epiteliale alveolare sunt primele pe care le întâlnește și le infectează. IL-8 produs de țesuturile inflamate atrage și activează neutrofilele și macrofagele, în cele din urmă este transportat către celulele endoteliale: „Le dăunează, induce activarea trombocitelor și tromboza intravasculară” - subliniază el - „mulți pacienți de fapt cu leziuni preexistente la vasele de sânge, cauzate de exemplu de diabet și hipertensiune, riscă să dezvolte boala într-o formă acută ».
Proteinele ucigașe
Dintre proteinele ucigașe, galectinele -3 și -9, care joacă rolul alarminelor e amplifică răspunsurile inflamatorii în timpul sepsisului sau al unei infecții: „Aceasta înseamnă că starea hiperinflamării, observată la pacienții cu Covid-19” - confirmă el - „este condusă de o multitudine de molecule, inclusiv cele aparținând familiei galectinei, care acționează una împotriva celeilalte și care probabil ar putea devin ținte de droguri ». Alarmele sunt semne de avertizare care provin din celulele „care suferă” sau pasiv din celulele moarte și pot spori răspunsul sistemului imunitar. Când alarmele sau DAMP (Modele moleculare asociate cu deteriorarea) sunt eliberate, receptorii pentru recunoașterea agenților patogeni de pe celulele imunității înnăscute sunt activate, de exemplu celulele epiteliale (care sunt prima barieră între organism și mediu / virus) legătura dintre receptori și alarme activează masiv funcțiile antimicrobiene și pro-inflamatorii ale celulei, de ex. factorul de necroză tumorală (TNF), interleukina 6, 8 și interferonul de tip I (IFN) "- explică el -" citokinele pro-inflamatorii la rândul lor activează și atrag celulele sistemului imunitar înnăscut și adaptativ. Pierzi măsura unui răspuns imun eficient ».
Rezultatele excelente obținute de studiul italian vor fi fundamentale pentru oamenii de știință din întreaga lume, care lucrează de luni de zile, pentru a câștiga victoria împotriva virusului.
Știința nu renunță și își continuă bătălia coezivă: «Nu ne vom opri» - conchide el - «până nu îl vom termina. Este o provocare și o promisiune de respectat ».
Echipa de cercetare
În studiu, realizat în întregime de echipa Modenese condusă de Prof. Andrea Cossarizza, asistată de cercetătorii Sara De Biasi și Lara Gibellini de la UNIMORE, au participat numeroși medici și cercetători de la Universitate și Compania de Policlinică, printre care Cristina Mussini, Giovanni Guaraldi, Marianna Meschiari, Massimo Girardis, Enrico Clini, Fabio Facchinetti, Mario Sarti, Tommaso Trenti, Antonello Pietrangelo, Lucio Brugioni.
„Trebuie să mulțumesc - spune Cossarizza - colaboratorilor mei care, de la începutul pandemiei, au petrecut luni întregi în laborator fără oprire, inclusiv de Paști, pentru că m-au ajutat să clarific baza imunologică a acestei boli devastatoare. Fără cercetătorii Sara De Biasi și Lara Gibellini, cu Rebecca Borella, Lucia Fidanza, Licia Gozzi, Anna Iannone, Domenico Lo Tartaro, Marco Mattioli, Annamaria Paolini și fără ajutorul unor nenumărați și pasionați colegi clinici, nu am fi putut realiza acest lucru linia de sosire. Nu atât publicarea eforturilor noastre în comunicările despre natură, cât aprofundarea imunopatogenezei COVID-19 pentru a urmări căi terapeutice noi și din ce în ce mai eficiente ".
