Uno studio condotto da ricercatori del Boston Children’s Hospital spiega per la prima volta perché il COVID-19 provoca una grave infiammazione in alcune persone, portando a difficoltà respiratoria acuta e danni multiorgano. Sorprendentemente, lo studio rileva anche che gli anticorpi che le persone sviluppano quando contraggono il Covid-19 a volte possono portare a una maggiore infiammazione , mentre gli anticorpi generati dai vaccini mRNA contro il Covid-19 sembrano non farlo.
I ricercatori, guidati da Judy Lieberman, MD, PhD, e Caroline Junqueira, PhD presso il Boston Children’s Program in Cellular and Molecular Medicine, con Michael Filbin, MD, presso il Massachusetts General Hospital, hanno pubblicato i loro risultati il 6 aprile su Nature.
“Volevamo capire cosa distingue i pazienti con COVID-19 lieve da quelli gravi”, afferma Lieberman. "Sappiamo che molti marcatori infiammatori sono elevati nelle persone con malattie gravi e che l’infiammazione è la radice della gravità della malattia, ma non sapevamo cosa scatena l’infiammazione."
I ricercatori hanno analizzato campioni di sangue fresco di pazienti COVID-19 che si sono presentati al pronto soccorso del Massachusetts General Hospital. Li hanno confrontati con campioni di persone sane e pazienti con altre patologie respiratorie. Hanno anche esaminato il tessuto dell’autopsia polmonare di persone morte a causa del COVID-19.
Una morte feroce delle cellule immunitarie
Hanno scoperto che il SARS-CoV-2 può infettare i monociti, cellule immunitarie nel sangue che agiscono come “sentinelle” o risposte precoci alle infezioni, così come i macrofagi, cellule immunitarie simili nei polmoni. Una volta infettati, entrambi i tipi di cellule subiscono una morte improvvisa (chiamata piroptosi) che rilascia un’esplosione di potenti segnali di allarme infiammatori.
"Nei pazienti infetti, circa il 6% dei monociti del sangue morivano di morte infiammatoria", afferma Lieberman. "È un numero enorme da trovare, perché le cellule che muoiono vengono rapidamente rimosse dal corpo."
Esaminando il tessuto polmonare di persone morte a causa del COVID-19, hanno scoperto che circa un quarto dei macrofagi nel tessuto stavano morendo.
Quando i ricercatori hanno studiato le cellule alla ricerca di segni di SARS-CoV-2, hanno scoperto che circa il 10% dei monociti e l’8% dei macrofagi polmonari erano infetti.
Il fatto che monociti e macrofagi possano essere infettati da SARS-CoV-2 è stata una sorpresa, poiché i monociti non hanno recettori ACE2, il classico portale di ingresso del virus, e i macrofagi hanno basse quantità di ACE2. Lieberman ritiene che l’infezione da SARS-CoV-2 dei monociti potrebbe essere stata precedentemente trascurata, in parte perché i ricercatori spesso studiano campioni di sangue congelato, in cui non compaiono cellule morte.
Lo studio ha anche dimostrato che, sebbene il SARS-CoV-2 fosse in grado di infettare monociti e macrofagi, non era in grado di produrre nuovi virus infettivi. I ricercatori ritengono che le cellule siano morte rapidamente a causa della piroptosi prima che i nuovi virus potessero formarsi completamente.
"In un certo senso, l’assorbimento del virus da parte di queste cellule ’sentinella’ è protettivo: assorbono il virus e reclutano più cellule immunitarie", afferma Lieberman. “Ma la brutta notizia è che tutte queste molecole infiammatorie vengono rilasciate. "Nelle persone che sono più inclini all’infiammazione, come gli anziani, questo può andare fuori controllo."
Anticorpi che facilitano l’infezione?
Un certo gruppo di monociti aveva maggiori probabilità di essere infettato: quelli che trasportavano un recettore chiamato CD16. Questi monociti “non classici” rappresentano solo circa il 10% di tutti i monociti, ma il loro numero è aumentato nei pazienti affetti da COVID-19, hanno scoperto i ricercatori. Avevano anche maggiori probabilità di essere infetti: circa la metà era infetta, rispetto a nessuno dei classici monociti del sangue.
Il recettore CD16 sembra riconoscere gli anticorpi contro la proteina spike SARS-CoV-2. I ricercatori ritengono che questi anticorpi possano effettivamente facilitare l’infezione dei monociti che trasportano il recettore. "Gli anticorpi rivestono il virus e le cellule con il recettore CD16 assorbono il virus", afferma Lieberman.
Tuttavia, quando il team ha studiato pazienti sani che avevano ricevuto vaccini a mRNA contro COVID-19, gli anticorpi sviluppati non sembravano facilitare l’infezione. La ragione di ciò non è ancora chiara; I ricercatori ritengono che gli anticorpi generati dal vaccino abbiano proprietà leggermente diverse rispetto agli anticorpi che si sviluppano durante l’infezione e non si leghino bene al recettore CD16. Di conseguenza, le cellule non assorbono il virus.
Lieberman e i suoi colleghi ritengono che questi risultati possano avere implicazioni per l’uso di anticorpi monoclonali per il trattamento del COVID-19, contribuendo a spiegare perché il trattamento funziona solo se somministrato precocemente. "Può darsi che in seguito gli anticorpi contribuiscano a migliorare l’infiammazione", afferma. "Potremmo dover esaminare le proprietà degli anticorpi."
Questi risultati, presi insieme, suggeriscono che l’assorbimento mediato da anticorpi di SARS-CoV-2 da parte di monociti/macrofagi innesca la morte cellulare infiammatoria che interrompe la produzione del virus infettivo ma causa un’infiammazione sistemica che contribuisce alla patogenesi di COVID-19.
