- Sebbene i pipistrelli possano contrarre SARS-CoV-2, non si ammalano. Una nuova recensione cerca di capire perché.
- Gli autori spiegano che i pipistrelli possono aumentare e diminuire rapidamente il loro sistema immunitario, mantenendo l’equilibrio immunitario quando affrontano il grave stress delle infezioni da SARS-CoV-2.
- Il loro confronto tra pipistrelli e umani rivela punti di flesso nelle infezioni umane da SARS-CoV-2 che potrebbero migliorare il successo degli studi clinici per le terapie.
- In una revisione completa della ricerca immunologica COVID-19 fino ad oggi, gli autori classificano le prove e il livello di raccomandazione per più bersagli immunitari come candidati per il trattamento di COVID-19.
Scienziati australiani e cinesi hanno recentemente pubblicato una revisione completa dell’interazione immunologica di SARS-CoV-2 con il suo ospite: i pipistrelli. La recensione appare sulla rivista Immunologia scientifica.
Sebbene i pipistrelli possano contrarre SARS-CoV-2, non si ammalano. Comprendere il motivo potrebbe guidare gli scienziati nello sviluppo di nuove terapie per il COVID-19.
Immunologi umani e microbiologi hanno collaborato con un esperto in immunologia dei pipistrelli, il dottor Aaron Irving. Il primo autore, il dott. Michael Christie, e i suoi colleghi hanno unito le forze con il dott. Irving per chiarire le somiglianze e le differenze nel modo in cui i pipistrelli e gli umani combattono i virus.
Riunendo dettagli granulari dell’interazione di SARS-CoV-2 con questi due sistemi immunitari dei mammiferi, gli scienziati concludono che ci sono fasi ben definite e tempi ottimali per la terapia medica mirata nel ciclo della malattia umana COVID-19.
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Grandi problemi hanno bisogno di grandi dati
Notizie mediche oggi ha chiesto ai ricercatori senior del gruppo collaboratore, la dott.ssa Claudia Nold-Petry e il prof. Marcel Nold, perché hanno intrapreso questa revisione esaustiva.
Il Dr. Nold-Petry ha risposto: “Ho sentito che dovevamo ottenere l’aspetto dell’apprendimento di ciò che la natura ha da offrire […] Perché da tante cose, nell’ingegneria e nelle nuove tecnologie, l’uomo ha guardato la natura e l’ha copiata. Abbiamo pensato: “Bene, perché non farlo anche in immunologia?”
Il prof. Nold ha dichiarato: “Quando abbiamo avuto questa idea per la prima volta, in realtà non c’era una grande revisione sull’immunologia del COVID-19. […] Ci è voluto così tanto tempo per ottenere [all the information] insieme e farlo bene!”
Il Prof. Nold ha ulteriormente chiarito la missione dei loro gruppi di ricerca:
“Volevamo mettere insieme qualcosa in cui, quando vieni dalla scienza di base, o dalla scienza della ‘scoperta’ […] la scienza fondamentale a livello di proteine, e poi fare i prossimi due passi, non solo ciò che causa la malattia […] ma il prossimo passo, come si fa a dare un senso a questo? […] e usarlo per scegliere la terapia giusta al momento giusto? Quindi, questa era esattamente l’idea alla base di questa recensione!”
Le tre fasi del COVID-19
Come primo passo verso la comprensione dell’immunobiologia del COVID-19, i ricercatori hanno accuratamente delineato il decorso clinico della SARS-CoV-2 negli esseri umani:
- Fase 1, che dura 1-14 giorni: SARS-CoV-2 stabilisce la “residenza” nell’ospite umano. Molte persone rimangono asintomatiche e, di coloro che sono sintomatici, circa l’80% presenta sintomi da lievi a moderati, il 15% progredisce a grave COVID-19 e il 5% si ammala gravemente.
- Fase 2, che inizia 4-10 giorni dopo l’insorgenza dei sintomi: Questo è quando la crescita del virus continua e si sviluppa una malattia moderata, più tipicamente come polmonite virale. Tuttavia, altri organi possono essere colpiti, incluso il cervello, causando mal di testa e vomito.
- Fase 3, che in genere si verifica 6-15 giorni dai sintomi iniziali: Questa fase può includere una grave malattia respiratoria, disfunzione multiorgano, esaurimento delle cellule immunitarie e iperinfiammazione. Per alcuni, questo si traduce nella cosiddetta tempesta di citochine.
Gli scienziati osservano che lo stadio finale è il punto di flesso della malattia, quando il danno causato dal sistema immunitario dell’individuo supera quello causato dal virus.
L’immunità innata aiuta a controllare SARS-CoV-2
I pipistrelli sfuggono a gravi malattie da SARS-CoV-2, mentre gli esseri umani rispondono in modo diverso, da asintomatico a un decorso clinico fatale.
I ricercatori spiegano che le risposte individuali integrate di successo, o l’immunità innata, sono una protezione rapida ed efficace. I migliori esempi di questa eccellente immunità innata sono negli adulti con sintomi lievi o assenti, nei giovani e nei pipistrelli.
Il prof. Nold ha descritto ciò che secondo lui è più impressionante della patoimmunologia dei pipistrelli:
“I pipistrelli sono gli unici mammiferi volanti: devono affrontare molto stress metabolico […] Il volo richiede molta energia, una quantità di energia insolita per un mammifero. E hanno imparato e si sono evoluti adattando la loro risposta immunitaria per tollerare quel livello basale di stress metabolico”.
“Hanno una sorta di base più alta di quelli che potrebbero essere chiamati meccanismi difensivi, come l’interferone di tipo 1 e l’interferone di tipo 3”. Gli interferoni di tipo 1 e 3 sono proteine immunitarie che svolgono un ruolo importante nell’attività antivirale.
“E grazie a quella linea di base più alta”, ha continuato il prof. Nold, “possono davvero accelerare rapidamente quella risposta alla sfida con un segnale pericoloso, come l’infezione virale, in particolare un’infezione da coronavirus”.
“Per questo motivo probabilmente, almeno tra gli altri, [bats] rendere davvero facile e veloce il lavoro con il virus, non eliminandolo ma contenendolo in modo che non causi malattie. Perché è così veloce, possono anche spegnersi [their immune system] molto rapidamente. Quest’ultima parte è davvero importante, perché non è quello che succede negli umani: questo è il meccanismo con cui i pipistrelli evitano le malattie!
Il dottor Nold-Petry ha aggiunto: “[The bats] non entrare in queste fasi successive [of COVID-19] come facciamo noi umani. Per dirla semplicemente, lo smorzano e bilanciano la loro risposta – non va fuori dai binari [like in humans with severe COVID-19].”
‘Sfrutta il tempo, non lasciarti sfuggire il vantaggio’ — Macbeth
In un grafico che appare nel documento, i ricercatori hanno delineato i cambiamenti nelle molecole immunitarie nel sangue delle persone con un’infezione da SARS-CoV-2. Hanno correlato questi cambiamenti alle tre fasi dell’infezione umana da SARS-CoV-2: il “tempismo” della malattia.
Ad esempio, le persone con un’infezione da SARS-CoV-2 possono sperimentare un aumento delle cellule che combattono le infezioni chiamate neutrofili e monociti.
Tuttavia, ci sono diminuzioni simultanee di marcatori essenziali della forza immunitaria, come le cellule natural killer e l’interferone di tipo 1. Gli scienziati attribuiscono la riduzione di queste importanti cellule e proteine a “esaurimento immunitario”.
Il Dr. Marcel Nold ha spiegato che “se comprendiamo le fasi della malattia COVID-19 e utilizziamo marcatori di sangue comuni per guidare i medici su quale fase stanno vivendo i pazienti, potremmo essere meglio in grado di scegliere la terapia giusta al momento giusto per i pazienti che vivono con un’infezione da SARS-CoV-2”.
“Vorresti supportare la difesa immunitaria dell’ospite e somministrare terapie immunomodulanti, ad esempio interferoni di tipo 1 e di tipo 3 […] per alcuni pazienti, per combattere la malattia virale”, ha elaborato il dott. Nold-Petry.
“Poi, in una fase successiva, quando la risposta immunitaria è sbilanciata e dilaga e inizia a [act like an autoimmune disease], e hai una tempesta di citochine […] devi iniziare una terapia antinfiammatoria”.
Il Prof. Nold ha poi aggiunto: “Ci sono prove sulla somministrazione di interferone di tipo 1 e di tipo 3 ai pazienti. Ancora una volta, non sono stati tutti [fantastic] nei loro risultati, perché nel momento in cui sono stati avviati […] la conoscenza della malattia non era ancora in circolazione, quindi sono stati dati troppo tardi, essenzialmente, e se lo fai, forse aggraverai anche l’infiammazione.
Ha inoltre spiegato: “Citochine, vuoi che la loro attività sia davvero forte all’inizio, quando la funzione desiderata è eliminare il virus. Poi, ad un certo punto, il virus svanisce effettivamente nel contributo alla malattia COVID-19 e, ciò che diventa più importante, è la risposta immunitaria dell’ospite”.
“E a quel punto, ovviamente, non vuoi più citochine […] Vuoi spegnerlo […] E, naturalmente, se dai citochine qui, peggiori le cose!”
Piccole molecole, grandi implicazioni
Il prof. Nold e il dott. Nold-Petry hanno descritto tre chiari punti di flesso in cui l’immunologia dei pipistrelli ci ha informato su come gli effetti devastanti di SARS-CoV-2 sull’uomo potrebbero essere attenuati nelle varie fasi della malattia:
- all’inizio dell’infezione, aumentando i livelli di interferone di tipo 1 e di tipo 3 dei pazienti e impiegando rapidamente farmaci antivirali
- inibendo l’inflammasoma – un grande complesso proteico – che, quando attivato, segnala alle cellule di generare citochine, che è un precursore della tempesta di citochine
- quando il sistema immunitario oscilla tra grave infiammazione e esaurimento immunitario, supportando il paziente con potenti antinfiammatori, come steroidi e bloccanti dell’interleuchina-6
“Quei tre si distinguono dall’analisi rispetto ai pipistrelli. Ovviamente non stiamo dicendo che questi siano gli unici. Ci sono molte altre terapie che probabilmente hanno ottime possibilità di successo, a condizione che siano sincronizzate nel modo giusto. Ma ancora una volta, sto tornando alla questione dei tempi, perché è assolutamente fondamentale”.
– Prof. Marcel Nold
“È una guida; dobbiamo ancora imparare tanto. È un riassunto di ciò che sappiamo ora, ma potrebbero esserci più piccole molecole là fuori che sono state testate in altre malattie che potrebbero antagonizzare un autoanticorpo che viene prodotto in una fase successiva. Sono sicuro che possiamo fare un’altra revisione in un anno”, ha riassunto il dottor Nold-Petry.
“Stiamo riassumendo ciò che è disponibile ora, ma indicando le opportunità che sono là fuori: nuove citochine e antinfiammatori”.
