L'asma è una malattia polmonare che causa problemi respiratori sporadici. Spesso inizia nell'infanzia, sebbene possa comparire anche negli adulti e colpisce persone di tutte le età. Attualmente non esiste una cura, ma il trattamento può aiutare a controllare i sintomi. La malattia è causata dall'infiammazione e dal restringimento dei bronchi (condotti attraverso i quali l'aria entra e esce dai polmoni).
Il SARS-CoV-2 è il terzo focolaio di coronavirus che colpisce la popolazione umana dall'inizio del 21° secolo ed è stato preceduto da SARS-CoV nel 2002 e MERS-CoV nel 2012. I sintomi clinici del COVID-19 variano ampiamente tra le persone infette, dalla malattia asintomatica alla grave malattia respiratoria e persino alla morte in quasi il 2% dei casi. La stragrande maggioranza delle persone infette dalla variante Ómicron presenta sintomi lievi simili al raffreddore, sintomi simil-influenzali moderati o nessun sintomo, ma questo non significa che la pandemia stia per finire, poiché le nuove varianti sono latenti.
Ora, i ricercatori dell'Università della Carolina del Nord (UNC) a Chapel Hill hanno rivelato in un recente studio le ragioni biologiche per come si verifica la progressione della malattia e perché la popolazione di pazienti asmatici è inferiore suscettibile al COVID-19 grave.
Gli scienziati hanno trasformato le loro conclusioni in un articolo pubblicato negli Atti della National Academy of Sciences. Rivelano l'importanza di una nota citochina chiamata interleuchina-13 (IL-13) nella protezione delle cellule contro SARS-CoV-2, che aiuta a spiegare il mistero del perché le persone con asma allergico se la cavano meglio della popolazione generale nonostante abbiano una condizione polmonare cronica. Non potrebbero dimostrare lo stesso per chi soffre di altri disturbi, come la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO) o l'enfisema, che sono ad altissimo rischio di COVID grave.
«Sapevamo che doveva esserci una ragione biomeccanica per cui le persone con asma allergico sembravano più protette da gravi malattie», ha spiegato l'autore principale Camille Ehre, assistente professore di pediatria presso la University of North Carolina School of Medicine. Il nostro team di ricerca ha scoperto una serie di cambiamenti cellulari significativi, in particolare dovuti all'IL-13, che ci hanno portato a concludere che svolge un ruolo unico nella difesa dall'infezione da SARS-CoV-2 in alcune popolazioni di pazienti».
Sebbene le citochine come IL-13 non possano essere utilizzate come terapie perché scatenano l'infiammazione, è importante comprendere i percorsi molecolari naturali che le cellule utilizzano per proteggersi dall'invasione dei patogeni, poiché questi studi hanno il potenziale per rivelare nuovi bersagli terapeutici.
Ci sono molti fattori di salute che aumentano il rischio di una persona di COVID grave, comprese le malattie polmonari croniche come la BPCO, ma durante la pandemia, gli epidemiologi hanno scoperto che i soggetti con asma allergico erano meno suscettibili a malattie gravi.
«Si tratta di pazienti con asma causati da allergeni, come muffe, polline e forfora», ha spiegato Ehre, che è anche membro dell'UNC Children's Research Institute. Per scoprire perché sono meno suscettibili, abbiamo studiato specifici meccanismi cellulari nelle colture primarie di cellule epiteliali delle vie aeree umane».
I ricercatori hanno utilizzato l'analisi genetica di colture di cellule delle vie aeree umane infettate da SARS-CoV-2 per concludere che l'espressione della proteina ACE2 umana governava quali tipi di cellule erano infette e la quantità di virus trovata in questa popolazione cellulare (nota anche come carica virale).
Gli scienziati hanno quindi utilizzato la microscopia elettronica per identificare un intenso esodo di virus dalle cellule ciliate infette, che sono responsabili dello spostamento del muco lungo la superficie delle vie aeree. La SM ha anche rivelato cambiamenti all'interno delle cellule umane a causa di un'infezione virale. E queste mutazioni culminano nelle cellule ciliate che si staccano dalla superficie delle vie aeree. «Questo distacco è ciò che fornisce un grande serbatoio virale per la diffusione e la trasmissione di SARS-CoV-2", ha spiegato Ehre. Sembra anche aumentare il potenziale per le cellule infette di spostarsi nel tessuto polmonare più profondo».
Approfondendo l'indagine, gli specialisti hanno rilevato che le cellule delle vie aeree infette hanno rivelato che un'importante proteina mucosa chiamata MUC5AC era esaurita al loro interno, probabilmente perché le proteine venivano secrete per cercare di intrappolare i virus invasori. Ma la carica virale ha continuato ad aumentare perché le cellule responsabili della produzione di MUC5AC sono state sopraffatte da un'infezione virale dilagante.
Gli scienziati sapevano già da studi epidemiologici che i pazienti con asma allergico, che sono noti per produrre in eccesso MUC5AC, erano meno suscettibili al COVID grave. Ehre e i suoi colleghi sapevano anche che la citochina IL-13 aumentava la secrezione di MUC5AC nei polmoni quando i pazienti asmatici si trovavano di fronte a un allergene. Così hanno deciso di imitare il tratto respiratorio degli asmatici trattando gli altri con IL-13.
Hanno quindi misurato i titoli virali, l'mRNA virale, il tasso di clearance e il numero totale di cellule infette. Entrambi sono stati notevolmente ridotti. Hanno scoperto che questo era ancora vero anche quando il muco veniva eliminato dalle colture, suggerendo che altri fattori erano coinvolti negli effetti protettivi dell'IL-13 contro SARS-CoV-2.
L'analisi del sequenziamento dell'RNA ha rivelato che l'IL-13 sovraregolava i geni che controllano i processi antivirali, importanti nella difesa immunitaria Hanno anche dimostrato che IL-13 ha ridotto la quantità di virus all'interno delle cellule e la trasmissione virale da cellula a cellula.
Nel loro insieme, questi risultati indicano che IL-13 ha influenzato significativamente l'ingresso virale nelle cellule, la replicazione all'interno delle cellule e la diffusione del virus, limitando la capacità del virus di trovare il suo percorso più profondo nelle vie aeree e scatenare una malattia grave. «Riteniamo che questa ricerca dimostri ancora di più quanto sia importante trattare l'infezione da SARS-CoV-2 il prima possibile», ha concluso Ehre.
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