Anche i bambini sono infettati dal coronavirus SARS-CoV-2, ma hanno un rischio molto basso di COVID-19 grave rispetto agli adulti. Un team di scienziati dell’Istituto di Salute di Berlino presso la Charité (BIH), della Charité-Universitätsmedizin di Berlino, dell’Ospedale Universitario di Lipsia e del Centro Tedesco di Ricerca sul Cancro (DKFZ) di Heidelberg ha trovato la causa di questo fenomeno utilizzando analisi di singole cellule. Sono riusciti a dimostrare che il sistema immunitario del bambino è molto più attivo nel tratto respiratorio superiore rispetto agli adulti e quindi è meglio equipaggiato per combattere il virus.
I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Nature Biotechnology.
Da tempo si specula sul perché i bambini abbiano una probabilità significativamente inferiore di contrarre la COVID-19 in modo grave rispetto agli adulti, nonostante siano esposti allo stesso rischio di infezione. A quanto pare, i bambini possono controllare meglio l’infezione, ma i meccanismi molecolari esatti per questo non erano noti fino ad ora. “Volevamo capire perché la difesa del virus sembra funzionare molto meglio nei bambini rispetto agli adulti”, spiega la Professoressa Irina Lehmann, responsabile dell’Unità di Epidemiologia Molecolare del BIH.
Sin dall’inizio della pandemia, il team della BIH guidato da Irina Lehmann e Roland Eils, Direttore del Centro per la Salute Digitale della BIH, è stato sulle tracce dei meccanismi della malattia COVID-19. Sulla base di analisi di singole cellule prelevate dal rinofaringe di adulti, i ricercatori della BIH hanno identificato le cellule e le vie di segnalazione coinvolte nella progressione della malattia grave e, sulla base di ciò, hanno avviato una sperimentazione clinica per testare una nuova terapia per i pazienti gravemente malati. Attualmente, tuttavia, i bambini sono sempre più al centro dell’interesse, poiché non sono ancora protetti dalle vaccinazioni. Tuttavia, il decorso dell’infezione è solitamente molto più lieve nei bambini che negli adulti. “Abbiamo quindi voluto effettuare delle analisi comparative a livello di singola cellula nei bambini e negli adulti, per capire come può funzionare la protezione contro il COVID-19”, dice Roland Eils.
Analisi di cellule singole nel tratto respiratorio
Il team guidato dal Professor Marcus Mall, Direttore della Clinica di Pediatria con particolare attenzione alla pneumologia, all’immunologia e alla medicina di terapia intensiva presso la Charité, ha raccolto campioni di mucosa nasale di bambini e adulti sani e infetti da SARS-CoV-2 per questi studi e ha esaminato il decorso della malattia. “La maggior parte dei bambini infetti presentava solo sintomi lievi, come un raffreddore o una temperatura leggermente elevata, e i sintomi si sono attenuati dopo pochi giorni”, spiega Marcus Mall. Nei campioni ottenuti dai pediatri, i ricercatori della BIH hanno effettuato analisi del trascrittoma di una singola cellula, cioè hanno esaminato quali geni venivano letti in quali cellule e con quale frequenza. Per questo studio sono state analizzate un totale di 268.745 cellule di 42 bambini e 44 adulti.
Preparati per la lotta contro la SARS-CoV-2
Il confronto delle cellule ottenute dai bambini e dagli adulti ha mostrato un risultato sorprendente. Le cellule immunitarie ed epiteliali della mucosa nasale dei bambini sani erano già in stato di massima allerta e preparate per la lotta contro il SARS-CoV-2. Per una rapida risposta immunitaria contro il virus, devono essere attivati i cosiddetti recettori di riconoscimento del modello, che riconoscono il materiale genetico del virus, l’RNA virale, e avviano una risposta interferonica. Quando il SARS-CoV-2 infetta una cellula, di solito supera questo sistema di allarme precoce, il che significa che la risposta antivirus è di solito piuttosto debole e il virus può moltiplicarsi massicciamente nella cellula. Tuttavia, nelle cellule infantili studiate, questo sistema di riconoscimento dei modelli era molto più pronunciato che negli adulti, per cui non appena il virus arriva nella cellula, può essere rapidamente riconosciuto e combattuto.
Per dimostrare che è proprio questo meccanismo che porta alla rapida eliminazione della SARS-CoV-2 e protegge i bambini, i ricercatori della BIH hanno collaborato con il team del dottor Marco Binder, virologo del Centro tedesco di ricerca sul cancro (DKFZ) di Heidelberg. I colleghi di Heidelberg hanno infettato le cellule epiteliali polmonari con il SARS-CoV-2 in laboratorio e sono stati in grado di dimostrare che la presenza proprio di quei recettori di riconoscimento del modello che sono più pronunciati nei bambini determina se le cellule infette possono reagire abbastanza rapidamente a un’infezione con il virus. Come osservato in questi esperimenti di laboratorio, i bambini infettati da SARS-CoV-2 hanno mostrato una risposta interferonica significativamente più forte rispetto agli adulti, soprattutto nei primi giorni di infezione. Questo corrisponde ai dati pubblicati in precedenza da altri studi che indicano che i bambini hanno una carica virale più bassa ed eliminano il virus più velocemente degli adulti.
Rintracciare i fattori protettivi
Il pediatra Marcus Mall conclude i risultati: “Questo ci porta molto avanti nella comprensione del perché i bambini riescono a controllare l’infezione da SARS-CoV-2 molto meglio degli adulti”. E il team guidato da Irina Lehmann e Roland Eils sta già pensando a come applicare i risultati. Irina Lehmann afferma: “Da questo studio abbiamo appreso che ovviamente non esistono solo fattori di rischio per i corsi gravi di COVID-19, ma anche fattori protettivi. Dalla conoscenza di quali pre-attivazioni sono utili come protezione contro alcuni virus, ora si potrebbe anche pensare di indurre in modo specifico tale risposta antivirale già prima di un’infezione e quindi eventualmente proteggere i pazienti a rischio da malattie gravi”.
Pubblicazione originale
J. Loske, J. Röhmel, S. Lukassen, S. Stricker, V. G. Magalhães, J. Liebig, R. L. Chua, L. Thürmann, M. Messingschlager, A. Seegebarth, B. Timmermann, S. Klages, M. Ralser, B. Sawitzki, L. E. Sander, V. M. Corman, C. Conrad, S. Laudi, M. Binder, S. Trump, R. Eils, M. A. Mall e I. Lehmann “L’immunità innata antivirale pre-attivata nelle vie aeree superiori controlla l’infezione precoce da SARS-CoV-2 nei bambini”; Nature Biotechnology, DOI: https://doi.org/10.1038/s41587-021-01037-9
