COVID 19 grave: identificata la firma proteica

(COVID 19-Immagine: micrografia elettronica a trasmissione di particelle di virus SARS-CoV-2, isolate da un paziente. Immagine acquisita e migliorata dal colore presso il NIAID Integrated Research Facility (IRF) a Fort Detrick, nel Maryland. Credito: NIAID).

I ricercatori del Massachusetts General Hospital (MGH) hanno identificato la “firma” proteica della COVID-19 grave che descrivono in un nuovo studio pubblicato su Cell Reports Medicine. “Eravamo interessati ai meccanismi che potrebbero contribuire alla morte in COVID 19 grave”, dice l’esperta di malattie infettive MGH Marcia Goldberg, MD, che studia le interazioni tra i patogeni microbici e i loro ospiti ed è l’autore senior dello studio. “In altre parole, perché alcuni pazienti muoiono a causa di questa malattia, mentre altri – che sembrano essere altrettanto malati – sopravvivono?”.

Nel marzo 2020, quando i primi pazienti con sintomi di COVID 19 hanno iniziato ad arrivare al pronto soccorso (DE) MGH, Goldberg è stata contattata dal suo collega, Michael Filbin, MD, MS, medico curante e Direttore della ricerca clinica presso l’ED MGH e autore principale dello studio. Filbin e Goldberg avevano precedentemente iniziato a collaborare con l’immunologo MGH Nir Hacohen, Ph.D., alla ricerca di metodi per studiare le risposte immunitarie umane alle infezioni, metodi che avevano applicato alla condizione nota come sepsi batterica. I tre ricercatori hanno condiviso l’obiettivo di capire come il sistema immunitario umano risponde a SARS-CoV-2, il nuovo patogeno che causa COVID 19.

Per intraprendere questo studio, il team MGH ha utilizzato la proteomica, che è l’analisi dell’intera composizione proteica (o proteoma) di una cellula, tessuto o organismo. In questo caso, l’analisi proteomica è stata utilizzata per studiare campioni di sangue prelevati da pazienti arrivati ​​al pronto soccorso dell’Ospedale con sintomi respiratori compatibili con COVID 19. La raccolta di questi campioni ha richiesto un grande team di collaboratori di molti reparti che hanno fatto gli straordinari per cinque settimane per raccogliere campioni di sangue da 306 pazienti risultati positivi a COVID 19, nonché da 78 pazienti con sintomi simili risultati negativi. 

Successivamente, Arnav Mehta, MD, Ph.D., un ricercatore post-dottorato presso il Broad Institute of MIT e Harvard, è stato assunto per supervisionare l’interpretazione dei dati complessi prodotti dall’analisi proteomica. Mehta lavora anche nel laboratorio di Hacohen, e i due ricercatori erano da tempo interessati all’uso dell’analisi proteomica del sangue come alternativa alle biopsie (che sono invasive e dolorose). “Ci siamo chiesti, cosa possiamo imparare su ciò che sta accadendo nel corpo di pazienti COVID 19 solo guardando le tracce di proteine ​​nel sangue” dice Mehta.

Lo studio ha rilevato che la maggior parte dei pazienti con COVID 19 ha una firma proteica coerente, indipendentemente dalla gravità della malattia; come ci si aspetterebbe, i loro corpi attivano una risposta immunitaria producendo proteine ​​che attaccano il virus. “Ma abbiamo anche trovato un piccolo sottogruppo di pazienti con la malattia che non hanno dimostrato la risposta pro-infiammatoria tipica di altri pazienti COVID-19″, afferma Filbin, ma questi pazienti avevano la stessa probabilità di altri di avere una malattia grave. Filbin osserva che i pazienti in questo sottogruppo tendevano ad essere persone anziane con malattie croniche, che probabilmente avevano un sistema immunitario indebolito.

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Il passo successivo è stato quello di confrontare le firme proteiche dei pazienti con malattia grave (definiti come coloro che hanno richiesto l’intubazione o che sono morti entro 28 giorni dal ricovero ospedaliero) con i pazienti con casi meno gravi di COVID 19. Il confronto ha permesso ai ricercatori di identificare più di 250 proteine ​​”associate alla gravità”. “È importante sottolineare che”, osserva Mehta, “il sangue è stato prelevato dai pazienti tre volte (all’arruolamento, poi tre e sette giorni dopo). Questo ci ha permesso di esaminare la traiettoria della malattia”. Tra le altre rivelazioni, questo ha dimostrato che la proteina più diffusa associata con la gravità, una proteina pro-infiammatorio chiamata interleuchina-6 o IL-6, è aumentato costantemente nei pazienti che sono morti, mentre è aumentato e poi è diminuito in quelli con una malattia grave che sono sopravvissuti. I primi tentativi da parte di altri gruppi di trattare i pazienti COVID19 che soffrivano di distress respiratorio acuto con farmaci che bloccano l’IL-6 sono stati deludenti, sebbene studi più recenti mostrino promettenti nella combinazione di questi farmaci con lo steroide Desametasone.

Tuttavia, Hacohen osserva che molte delle altre proteine ​​associate alla gravità identificate dall’analisi sono probabilmente importanti per capire perché solo una parte di pazienti COVID-19 sviluppa casi gravi. “Imparare come la malattia colpisce i polmoni, il cuore e altri organi è essenziale e l’analisi proteomica del sangue è un metodo relativamente facile per ottenere queste informazioni. Puoi verificare quale delle molte migliaia di proteine ​​che circolano nel tuo sangue sono associate al risultato effettivo”, dice Hacohen, “e se esiste un insieme di proteine ​​che ci dicono qualcosa”.

Goldberg ritiene che le firme proteomiche identificate in questo studio faranno proprio questo. “È molto probabile che siano utili per capire alcuni dei meccanismi sottostanti che portano a gravi malattie e morte in COVID 19”, afferma Goldberg, sottolineando la sua gratitudine ai pazienti coinvolti nello studio. I loro campioni vengono già utilizzati per studiare altri aspetti della COVID 19, come l’identificazione delle qualità degli anticorpi che i pazienti producono contro il virus.

Fonte:Cell Reports Medicine