Immagine: Credit: Harvard University.
La sepsi, o avvelenamento del sangue, si verifica quando la risposta del corpo alle infezioni danneggia i suoi stessi tessuti e organi, portando a insufficienza d’organo. Uccide milioni di persone ogni anno in tutto il mondo ed è, non di rado, causa più comune di morte nelle persone che sono state ricoverate in ospedale. Nonostante la sua prevalenza, il trattamento standard consiste nel somministrare antibiotici e liquidi ai pazienti e non sono state sviluppate nuove terapie negli ultimi 30 anni a causa dell’elevato tasso di insuccesso dei trattamenti con sepsi negli studi clinici.
Gli animali tipicamente utilizzati per testare i candidati farmaci in studi preclinici (topi e babbuini) sono dei poveri proxy per le risposte umane alla sepsi, poiché sono spesso resistenti ai patogeni che causano infezioni e sepsi. I maiali sono un organismo modello migliore, poiché il loro sistema immunitario e quello degli umani “condividono l’80% degli stessi meccanismi, la loro coagulazione del sangue è simile e le loro grandi dimensioni consentono di monitorare i loro organi vitali in tempo reale. Tuttavia, anche negli studi sui suini, le risposte degli animali alla sepsi non sono attualmente misurate con gli stessi criteri utilizzati nella pratica clinica umana, in gran parte perché le strutture di ricerca mancano del personale, delle attrezzature e delle strutture cliniche necessarie per eseguire i test richiesti su più animali.
Per affrontare questo problema, un team di scienziati del Wyss Institute della Harvard University e del Boston Children’s Hospital ha creato un nuovo approccio per il monitoraggio clinico progettato per misurare le risposte alla sepsi nei suini. L’analisi dei suini sulla base di più segni fisiologici e di insufficienza d’organo, potrebbe contribuire a fornire un’anteprima più accurata degli effetti di un farmaco per la sepsi sugli esseri umani, prima che raggiunga gli studi clinici.
La ricerca è riportata in Advances/Critical Care Medicine.
I casi umani di sepsi sono valutati sulla base di un protocollo del 2016 chiamato Sequential Organ Failure Assessment (SOFA) che utilizza criteri di punteggio per classificare la gravità della sepsi incorporando le misurazioni di cuore, rene, fegato, polmone, cervello e funzione di coagulazione del sangue, poichè la sepsi porta al fallimento di più organi. Tipicamente, i modelli animali vengono valutati se l’animale muore a causa di una malattia, con la causa esatta determinata solo dall’autopsia. Ispirati alle valutazioni Sepsi-3 utilizzate clinicamente, i ricercatori hanno creato un protocollo Sepsis-3 (ss-Sepsis-3) con SOFA (ss-SOFA) specifico per i suini in modo da poter valutare la sepsi nei suini vivi infetti in un modo che rispecchiava la valutazione clinica umana.
( Vedi anche: Nuovo test per rilevare gravi infezioni batteriche, tra cui la meningite e la sepsi).
“Il nostro sistema va oltre la semplice misurazione degli effetti dell’iniezione di agenti patogeni sull’infiammazione e sulla sopravvivenza degli animali, poiché imita il fallimento di un organo potenzialmente letale che si osserva anche nei pazienti con sepsi, ma potrebbe anche fornire una previsione migliore di come le terapie per la sepsi si manifesteranno negli esseri umani “, ha dichiarato Mike Super, capo scienziato senior dello staff presso il Wyss Institute e co-autore dell’articolo.
Anna Waterhouse, ex ricercatrice presso il Wyss Institute, ha collaborato allo studio con un team chirurgico guidato dal veterinario senior del Boston Children’s Hospital, Arthur Nedder. I ricercatori hanno infuso batteri di E. coli nel sangue di 18 giovani maiali dello Yorkshire e hanno usato i nuovi protocolli per valutare le risposte dei loro vari organi in tempo reale. Sei suini hanno ricevuto i batteri mentre erano coscienti, sei sotto anestesia e sei non hanno ricevuto E. coli, ma sono stati sottoposti alle stesse procedure (quattro coscienti e due anestetizzati). Gli scienziati hanno scoperto che l’aumento dei punteggi totali di ss-SOFA tra suini coscienti e anestetizzati era in gran parte dovuto a insufficienza renale e di coagulazione del sangue, con due degli animali coscienti che hanno sviluppato insufficienza renale acuta .
Tre degli animali anestetizzati sono stati classificati come colpiti da shock settico (il livello di gravità più alto nel sistema ss-SOFA), basato su una combinazione di quei fallimenti d’organo e di insufficienza cardiaca indotta dall’anestesia e dalla mancanza di febbre dovuta alla bassa temperatura corporea. Questi risultati suggeriscono che gli effetti dell’anestesia devono essere presi in considerazione quando si valutano le risposte alla sepsi.
Il monitoraggio in tempo reale degli animali, sia vivi che anestetizzati, richiede un investimento significativo di personale e tempo, ma essere in grado di replicare e studiare più da vicino le risposte alla sepsi umana potrebbe avere benefici significativi per lo sviluppo e il test dei farmaci.
“Il nostro approccio al punteggio SOFA modificato e specifico per suino basato sulle linee guida Sepsi-3, getta le basi per studi futuri in grado di quantificare la gravità della sepsi se valutata con intervalli di tempo più lunghi, diversi ceppi patogeni e trattamenti antibiotici, nonché comorbidità che tipicamente accompagna la sepsi in pazienti umani “, ha detto l’autore corrispondente e Direttore Fondatore del Wyss, Donald Ingber.
