COVID 19: come prevedere la tempesta di citochine

(COVID 19-Immagine: dispositivo simile a un orologio da polso misura i livelli di citochine nel sudore passivo. Credito: Kai-Chun Lin).

All’inizio della pandemia COVID-19, i medici si resero conto che i pazienti che sviluppavano una “tempesta di citochine”, un’ondata di proteine ​​immunitarie pro-infiammatorie, erano spesso i più malati e ad alto rischio di morte. Ma una tempesta di citochine può verificarsi anche in altre malattie, come l’influenza. Oggi, gli scienziati riportano i risultati preliminari sull’utilizzo di un sensore del sudore che funge da sistema di allarme preventivo per un’imminente tempesta di citochine e potrebbe aiutare i medici a trattare i pazienti in modo più efficace.

I ricercatori presenteranno i loro risultati oggi alla riunione di primavera dell’American Chemical Society (ACS).

“Soprattutto ora, nel contesto di COVID-19, se potessi monitorare le citochine pro- infiammatorie e vederle in aumento, potresti trattare i pazienti in anticipo, anche prima che sviluppino i sintomi”, afferma Shalini Prasad, Ph.D., autore principale dello studio che presenterà il lavoro durante la riunione.

La diagnosi precoce è importante perché una volta scatenata una tempesta di citochine, l’eccessiva infiammazione può danneggiare gli organi, causando gravi malattie e morte. Al contrario, se i medici potessero somministrare steroidi o altre terapie non appena i livelli di citochine iniziano a salire, i ricoveri e i decessi potrebbero essere ridotti.

Sebbene gli esami del sangue possano misurare le citochine, sono difficili da eseguire a casa e non possono monitorare continuamente i livelli delle proteine. Le citochine vengono escrete nel sudore a livelli inferiori rispetto al sangue. Per raccogliere abbastanza sudore per i test, gli scienziati hanno chiesto ai pazienti di esercitarsi o hanno applicato una piccola corrente elettrica alla loro pelle. “Tuttavia, queste procedure possono alterare i livelli di citochine”, osserva Prasad. “Quando si tratta di citochine, abbiamo scoperto che devi misurarle nel sudore passivo. Ma la grande sfida è che non sudiamo molto, specialmente in ambienti con aria condizionata“, dice. Prasad dell’Università del Texas a Dallas, stima che la maggior parte delle persone produca solo circa 5 microlitri, o un decimo di goccia, di sudore passivo in un quadrato di pelle di 0,5 pollici in 10 minuti.

Vedi anche:COVID 19: vaccinato? Così la tua vita potrebbe cambiare

Quindi i ricercatori volevano sviluppare un metodo estremamente sensibile per misurare i livelli di citochine in piccole quantità di sudore passivo. Hanno attinto al loro precedente lavoro su un sensore per il sudore indossabile utilizzato per monitorare i marker di malattia infiammatoria intestinale (IBD). Il dispositivo simile a un orologio da polso, commercializzato da EnLiSense LLC (una società co-fondata da Prasad), misura i livelli di due proteine ​​che aumentano durante le riacutizzazioni di IBD. Quando il dispositivo viene indossato sul braccio, il sudore passivo si diffonde su una striscia del sensore usa e getta fissata a un lettore elettronico. La striscia del sensore, che contiene due elettrodi, è rivestita con anticorpi che si legano alle due proteine. Il legame delle proteine ​​ai loro anticorpi modifica la corrente elettrica che scorre attraverso l’e-reader. Il lettore trasferisce quindi in modalità wireless questi dati a un’app per smartphone che converte le misurazioni elettriche in concentrazioni di proteine. Dopo alcuni minuti, il vecchio sudore si diffonde e il sudore appena espulso entra nella striscia per l’analisi.

Per il loro nuovo sensore di citochine (chiamato SWEATSENSER Dx), i ricercatori hanno realizzato strisce sensore con anticorpi contro sette proteine ​​pro-infiammatorie: interleuchina-6 (IL-6), IL-8, fattore di necrosi tumorale-α (TNF-α), TNF-correlati indurre apoptosi-ligando, IL-10, interferon-γ-indotta proteina-10 e proteina C-reattiva. Hanno inserito le strisce nel loro dispositivo e, in un piccolo studio osservazionale, le hanno testate su sei persone sane e cinque persone con influenza. Due dei malati hanno mostrato livelli elevati di citochine e, in tutti i partecipanti, le citochine nel sudore passivo erano correlate con i livelli delle stesse proteine ​​nel siero.

Lo SWEATSENSER Dx era anche abbastanza sensibile da misurare le citochine nei pazienti che assumevano farmaci anti-infiammatori, che espellono le citochine nel range di concentrazione di basso picogramma per millilitro. Il dispositivo ha monitorato i livelli di citochine fino a 168 ore prima che fosse necessario sostituire la striscia del sensore.

EnLiSense, in collaborazione con i ricercatori, sta ora pianificando sperimentazioni cliniche del sensore di citochine in persone con infezioni respiratorie. “L’accesso ai pazienti COVID-19 è stata una sfida perché gli operatori sanitari sono sopraffatti e non hanno il tempo di testare i dispositivi sperimentali”, afferma Prasad. “Ma continueremo a testare questo dispositivo per tutte le infezioni respiratorie perché è ciò accade con le citochine che siamo interessati a monitorare”.

Fonte:Medicalxpress