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COVID-19: Omicron causa meno danni ai polmoni?

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Omicron provoca meno danni ai polmoni rispetto a Delta? David Paul Morris/Bloomberg tramite Getty Images
  • Gli studi sugli animali e gli esperimenti che coinvolgono cellule coltivate in laboratorio suggeriscono che la variante Omicron potrebbe avere una ridotta capacità di infettare i polmoni rispetto alla variante Delta.
  • Questo potrebbe spiegare perché la variante Omicron sembra causare una malattia meno grave rispetto alla variante Delta.
  • Questi studi indicano che la variante Omicron potrebbe essere più efficiente nell’infettare le vie aeree superiori rispetto alla variante Delta, spiegando potenzialmente la sua maggiore contagiosità.
  • La capacità della variante Omicron di sfuggire agli anticorpi neutralizzanti può anche essere responsabile della sua maggiore trasmissibilità.

I primi rapporti in seguito all’emergere della variante Omicron suggeriscono che è più probabile che la variante causi malattie meno gravi rispetto alle precedenti varianti di SARS-CoV-2.

Il sequenziamento del genoma di Omicron ha suggerito che questa variante porta un gran numero di mutazioni, inclusa la proteina spike. Il gran numero di mutazioni portate da Omicron potrebbe essere una potenziale ragione di questa riduzione della gravità della malattia.

Tuttavia, la malattia più lieve dovuta a un’infezione da Omicron potrebbe anche essere il risultato di una maggiore immunità di una persona, acquisita a causa della vaccinazione o di precedenti infezioni da SARS-CoV-2.

Sebbene un aumento dell’immunità possa influenzare la gravità della malattia, studi su animali e cellule coltivate in laboratorio suggeriscono che le mutazioni portate dalla variante Omicron l’hanno resa meno efficiente nell’infettare i polmoni rispetto alla variante Delta. Questo potrebbe spiegare la malattia meno grave causata dalla variante Omicron.

Studi di laboratorio e animali

Il virus SARS-CoV-2 può colpire sia le vie respiratorie superiori che quelle inferiori. Il tratto respiratorio superiore è costituito da naso, seni paranasali e gola, mentre il tratto respiratorio inferiore comprende la trachea e i polmoni.

È probabile che malattie lievi o infezioni precoci da SARS-CoV-2 coinvolgano sintomi del tratto respiratorio superiore, come naso che cola e mal di gola.

Grave malattia dovuta al SARS-CoV-2 wild-type e alle varianti precedenti spesso comporta l’infezione e l’infiammazione dei polmoni.

L’infiammazione può causare l’accumulo di liquidi nelle sacche d’aria, o alveoli, nei polmoni, riducendo la capacità dei polmoni di trasferire ossigeno al sangue.

Gli scienziati hanno condotto esperimenti utilizzando modelli animali e colture di laboratorio di cellule polmonari per caratterizzare la capacità di Omicron di infettare le vie respiratorie e causare gravi malattie.

Ciò include uno studio condotto presso l’Università di Hong Kong che ha utilizzato cellule polmonari umane coltivate in laboratorio, per analizzare la capacità della variante Omicron di infettare i polmoni. Queste cellule sono state coltivate da tessuto polmonare rimosso durante il trattamento del polmone. Tipicamente, questo tessuto viene scartato.

Nello studio, Omicron si è replicato 70 volte più velocemente di Delta nei bronchi umani, che sono i tubi che collegano la trachea con i polmoni. Tuttavia, era meno efficiente nel replicarsi nel tessuto polmonare rispetto a Delta e al SARS-CoV-2 di tipo selvaggio.

Altri gruppi di ricerca hanno confrontato la capacità di Omicron, Delta e altre varianti SARS-CoV-2 di causare malattie in modelli animali, come criceti e topi.

Esiste un legame tra l’infezione da Delta e altre varianti e la perdita di peso nei criceti e nei topi dopo 1 settimana, con alcuni dati che suggeriscono una correlazione tra l’aumento dei livelli di virus nel tratto respiratorio e la perdita di peso.

Tuttavia, vari gruppi di ricerca hanno dimostrato in modo indipendente un assenza di tale perdita di peso in criceti e topi dopo un’infezione da Omicron.

Inoltre, questi studi hanno scoperto che i criceti con un’infezione da Omicron mostravano livelli di virus più elevati o simili rispetto al SARS-CoV-2 di tipo selvaggio e alla variante Delta nel tratto respiratorio superiore. Al contrario, i ricercatori hanno osservato livelli più bassi del virus nel tratto respiratorio inferiore dopo l’infezione con la variante Omicron, rispetto alla variante Delta.

In sintesi, questi studi dimostrano che Omicron potrebbe essere meno efficace nell’infettare i polmoni. Significativamente, questi studi sugli animali mostrano che un’infezione da Omicron risulta in bassi livelli di infiammazione e lesioni ai polmoni.

Coerentemente con questo, ci sono prove crescenti che suggeriscono che le persone con un’infezione da Omicron hanno meno probabilità di essere ricoverate in ospedale o di richiedere il ricovero in unità di terapia intensiva o la ventilazione meccanica rispetto agli individui con la variante Delta.

Notizie mediche oggi ha parlato con il dottor Scott Roberts, professore di malattie infettive presso la Yale School of Medicine di New Haven, CT. Egli ha detto:

“Un certo numero di studi di laboratorio hanno ora dimostrato che la variante Omicron è meno in grado di infettare i polmoni così come altre varianti e, di conseguenza, sta portando a un minor numero di pazienti ricoverati con polmonite che richiedono ossigeno e ventilatori”.

“Stiamo vedendo [that] la maggior parte dei pazienti infetti da Omicron ha una malattia lieve che è più localizzata nel tratto respiratorio superiore e che i ricoveri non stanno aumentando così velocemente come con le varianti precedenti”, ha aggiunto il dottor Roberts.

“Tuttavia, i ricoveri e i decessi sono in ritardo rispetto al conteggio generale dei casi e, poiché i nostri casi continuano ad aumentare e a stabilire record giornalieri, alla fine dobbiamo aspettare diverse settimane per avere un quadro completo della gravità della malattia qui, negli Stati Uniti”.

Uno spostamento nella preferenza per il percorso di ingresso cellulare

Una potenziale ragione per l’infezione meno grave del tratto respiratorio inferiore da parte di Omicron nei presenti studi potrebbe essere i cambiamenti nella capacità di questa variante di entrare nelle cellule del tratto respiratorio inferiore.

La variante Omicron trasporta un gran numero di mutazioni nel gene che codifica per la proteina spike, che è espressa sulla superficie del virus SARS-CoV-2.

La proteina spike SARS-CoV-2 si lega al recettore ACE2 espresso sulle cellule polmonari e aiuta il virus a entrare nella cellula. La scissione della proteina spike da parte di un enzima chiamato TMPRSS2 presente sulla superficie delle cellule umane è necessario prima che possa avvenire la fusione della membrana virale con la membrana cellulare umana.

Il virus SARS-CoV-2 può anche entrare nelle cellule umane attraverso un percorso alternativo. Questo percorso comporta l’inghiottimento del virus da parte degli endosomi, che sono sacche legate alla membrana presenti all’interno della cellula.

Gli studi che utilizzano cellule coltivate in laboratorio suggeriscono che le mutazioni nella proteina spike di Omicron hanno alterato la sua capacità di entrare nelle cellule umane con l’aiuto di TMPRSS2.

Questi studi hanno scoperto che la variante Omicron è meno efficace nell’infettare le cellule polmonari coltivate in laboratorio che esprimono TMPRSS2 rispetto alla variante Delta.

Al contrario, Omicron è più efficace di Delta nell’infettare le cellule che consentono l’ingresso delle cellule attraverso il percorso dell’endosoma.

Il recettore ACE2 e TMPRSS2 sono espressi a livelli più elevati nelle cellule ottenute dal tratto respiratorio inferiore dell’uomo rispetto alle cellule del tratto respiratorio superiore. Questo potrebbe potenzialmente spiegare perché la variante Omicron potrebbe essere meno efficace nell’infettare il tratto respiratorio inferiore e causare malattie gravi.

L’interazione della proteina spike SARS-CoV-2 e TMPRSS2 è anche coinvolta nella mediazione della fusione di cellule umane infette con cellule adiacenti non infette.

La ridotta capacità della proteina spike di Omicron di utilizzare l’enzima TMPRSS2 limita anche la sua capacità di infettare le cellule adiacenti. Ciò potrebbe ulteriormente contribuire alla minore gravità dell’infezione del tratto respiratorio inferiore dovuta a COVID-19.

Questi risultati provengono da colture cellulari e studi sugli animali. Pertanto, sono necessari studi sull’uomo per stabilire che tale cambiamento in Omicron è responsabile della sua ridotta capacità di infettare le cellule polmonari.

MNT ha parlato con il dottor Peter Kasson, professore all’Università della Virginia a Charlottesville. Egli ha detto:

“La variante Omicron è interessante in quanto sembra scambiare le preferenze per il percorso di ingresso rispetto a Delta e alle varianti precedenti. Di conseguenza, è meno efficiente nell’infettare le cellule polmonari ma più efficiente nell’infettare molte cellule del tratto respiratorio superiore”.

“Ciò è correlato al modello di malattia osservato in Omicron: mentre si osserva patologia del polmone inferiore, la malattia delle vie aeree superiori è spesso più comune”, ha concluso.

Maggiore trasmissibilità

Oltre a causare malattie meno gravi, la variante Omicron è anche più trasmissibile. Gli studi sulle colture animali e cellulari suggeriscono anche che Omicron potrebbe essere più efficiente nell’infettare il tratto respiratorio superiore.

Gli studi condotti durante la fase iniziale della pandemia mostrano un’associazione tra i livelli di SARS-CoV-2 nel tratto respiratorio superiore e l’aumento della trasmissione.

La replicazione più rapida di Omicron nel tratto respiratorio superiore può quindi spiegare la sua maggiore contagiosità.

“[These studies] danno adito a un’interessante ipotesi che l’aumentata replicazione nei tessuti delle vie aeree superiori possa contribuire a una maggiore trasmissibilità, potenzialmente sia aumentando la carica virale espirata sia diminuendo il numero di particelle virali necessarie per infettare, sebbene, a mia conoscenza, ciò non sia stato dimostrato in modo definitivo”, ha spiegato il dottor Kasson.

La maggiore contagiosità della variante Omicron può anche essere dovuta alla sua capacità di sfuggire al rilevamento da parte degli anticorpi.

Le precedenti infezioni da SARS-CoV-2 e l’immunizzazione con i vaccini COVID-19 portano alla produzione di anticorpi che neutralizzano il virus. Questi anticorpi neutralizzanti tendono a prevedere il livello di protezione contro un’infezione da SARS-CoV-2.

I vaccini contro COVID-19 sono stati progettati per indurre una reazione immunitaria contro la proteina spike del ceppo SARS-CoV-2 wild-type.

La presenza delle mutazioni nella proteina spike della variante Omicron suggerisce che questa variante potrebbe sfuggire alla neutralizzazione da parte degli anticorpi.

Uno studio condotto da ricercatori dell’MRC-University of Glasgow Center for Virus Research nel Regno Unito ha dimostrato che la variante Omicron può sfuggire alla neutralizzazione da parte degli anticorpi in individui immunizzati con il vaccino AstraZeneca COVID-19. Questo potrebbe essere un altro motivo per l’elevata trasmissibilità della variante Omicron.

Sebbene gli scienziati debbano condurre ulteriori ricerche prima di poter trarre conclusioni solide, le caratteristiche di questa nuova variante vengono lentamente rivelate.

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