I ricercatori hanno studiato in dettaglio i meccanismi cellulari all’inizio della lesione polmonare infiammatoria innescata dall’infezione da SARS-CoV-2. Di conseguenza, il danno che rende necessaria la ventilazione non è causato dalla distruzione diretta dei polmoni da parte della moltiplicazione del virus. Piuttosto, i processi infiammatori e l’endotelio del polmone sono coinvolti in modo significativo nei decorsi gravi.
Nell’ultimo anno e mezzo, i ricercatori di tutto il mondo hanno cercato di capire la malattia COVID-19, causata dal coronavirus SARS-CoV-2. Ad oggi, non esistono quasi farmaci per trattare la malattia. Uno degli ostacoli: La COVID-19 è causata, tra l’altro, da una reazione errata e talvolta esuberante del sistema immunitario dell’organismo. Per trovare dei bersagli terapeutici, è necessario capire in dettaglio come e dove si attivano esattamente i processi avversi nell’organismo. La ricerca incentrata sul paziente raggiunge i suoi limiti in questo caso, soprattutto quando si tratta di studiare i meccanismi della malattia nella fase iniziale dell’infezione. Il biomateriale come base per gli studi è solitamente accessibile solo dopo il ricovero in ospedale. Nei casi lievi o moderati, combinati con la polmonite, di solito non è possibile ottenere alcun tessuto dai polmoni – il rischio sarebbe troppo elevato per i pazienti affetti da malattie acute. Ciò che rimane è l’analisi del tessuto cellulare dopo il decesso dei pazienti COVID-19.
Utilizzando i campioni dei pazienti disponibili, il team guidato dal Prof. Dr. Martin Witzenrath, Vicedirettore della Clinica Medica con specializzazione in Infettivologia e Pneumologia presso la Charité, è stato in grado di ottenere informazioni preziose sui meccanismi e sul decorso della malattia. Inoltre, per studiare le aree polmonari che non possono essere facilmente visualizzate nei pazienti e per avere una visione della fase iniziale della malattia, il team di ricerca era alla ricerca di un modello adatto. Nella ricerca internazionale sul COVID-19, così come nella ricerca sulla SARS-CoV-1, i modelli di criceto si sono dimostrati informativi. “Volevamo sapere se i modelli potevano essere utilizzati per sviluppare nuovi approcci terapeutici e abbiamo cercato di trovare in essi i risultati di campioni di pazienti”, dice il Prof. Witzenrath. “Eravamo particolarmente interessati alle cellule endoteliali del polmone, la barriera che riveste i vasi sanguigni. Questo perde la sua funzione nella COVID-19 grave, portando infine all’insufficienza polmonare”.
Modello animale con criceti
Nel loro lavoro attuale, gli scienziati hanno effettuato una caratterizzazione precisa dell’infezione da SARS-CoV-2 nel modello animale e l’hanno supportata con serie di dati provenienti da campioni di pazienti. L’analisi dovrebbe rendere il modello non transgenico attualmente più importante per COVID-19, il criceto dorato, utilizzabile per lo sviluppo di terapie. I criceti sono infettati dalle stesse varianti virali degli esseri umani. Inoltre, sviluppano sintomi simili di malattia e i loro polmoni sono danneggiati quando si ammalano gravemente. La COVID-19 progredisce in modo diverso nelle singole specie. Mentre di solito ha un decorso moderato nei criceti dorati, i criceti nani Roborovski si ammalano gravemente.
Mentre il sistema immunitario va in tilt nel corso di un attacco di COVID-19, il SARS-CoV-2 inizialmente si moltiplica solo debolmente nei polmoni e nelle cellule del tratto respiratorio. “La distruzione del tessuto polmonare nei corsi gravi di COVID-19 non è causata direttamente dalla moltiplicazione del virus nelle cellule, ma dalla forte reazione infiammatoria”, spiega il dottor Emanuel Wyler, scienziato di MDC. “Questo sembra essere vero anche per le cellule dei vasi sanguigni, soprattutto per le cellule endoteliali dei polmoni. Reagiscono fortemente al virus, ma non ne sono infettati e non muoiono”. Se la malattia ha un decorso grave, i vasi sanguigni ostruiti e le pareti dei vasi instabili possono portare a un’insufficienza polmonare acuta.
Modello per aiutare a sviluppare terapie
Nella malattia COVID-19 moderata, invece, è molto improbabile che il danno vascolare abbia un ruolo. “Ci aspettavamo che l’endotelio venisse attivato da COVID-19. Il fatto che queste cellule siano allo stesso tempo il motore attivo dell’infiammazione ci ha piuttosto sorpreso”, dice il Prof. Witzenrath. Di conseguenza, esistono due modi per attaccare terapeuticamente queste cellule, che sono centrali nel decorso della malattia: In primo luogo, con sostanze che sigillano la barriera endoteliale. D’altra parte, con quelli che calmano l’endotelio. Uno di questi è già stato studiato e ha dimostrato di avere successo nella polmonite e nella ventilazione. I farmaci antinfiammatori contro il COVID-19, attualmente in fase di sperimentazione, agiscono sulla risposta immunitaria in quanto tale – agiscono anche sui monociti e sui macrofagi e ne rallentano l’attività.
Il modello ora confermato dovrebbe contribuire allo sviluppo di terapie efficaci e sicure per la COVID-19. L’obiettivo è quello di ridurre il numero di pazienti con danni polmonari gravi. Attualmente, il team di ricerca multidisciplinare sta analizzando le reazioni dei diversi tipi di cellule nel criceto nano Roborovski. I ricercatori vogliono scoprire perché l’infezione è più grave in questo caso e non è autolimitante come nel caso del criceto dorato.
Fonte: Charité, MDC e Freie Universität Berlin (D)
Letteratura:
- Nouailles G, Wyler E, Pennitz P, et al: L’analisi omica temporale nei criceti siriani svela le risposte cellulari effettrici alla COVID-19 moderata. Nat Commun 2021; 12: 4869; doi: 10.1038/s41467-021-25030-7.0.
InFo PNEUMOLOGIA & ALLERGOLOGIA 2021; 3(3): 36
