(Infezione respiratoria virale-Immagine Credito: Pixabay/CC0 Dominio pubblico).
Il momento più mortale in una ìnfezione respiratoria virale a volte è in realtà, dopo che il virus è stato eliminato dal corpo. Processi distruttivi che vengono messi in moto durante una cresta di infezione nelle settimane successive alla sconfitta del virus, portando a danni agli organi che possono causare malattie croniche o addirittura la morte. Dopo un attacco iniziale di COVID-19, ad esempio, alcune persone lottano con tosse persistente, difficoltà respiratorie e mancanza di respiro, segni di una malattia polmonare in corso.
I ricercatori della Washington University School of Medicine di St. Louis hanno trovato indizi su come si sviluppa il danno polmonare a seguito di un’infezione respiratoria. Studiando i topi, hanno scoperto che l’infezione innesca l’espressione di una proteina chiamata IL-33, necessaria affinché le cellule staminali nel polmone crescano eccessivamente negli spazi aerei e aumenta la produzione di muco e l’infiammazione nel polmone. I risultatidello studio, pubblicati il 24 agosto sul Journal of Clinical Investigation, rivelano potenziali punti di intervento per prevenire danni polmonari cronici causati da infezioni virali.
“Vaccini, antivirali, terapie anticorpali sono tutti utili, ma non sono una soluzione per le persone che sono già sulla strada della progressione della malattia“, ha affermato l’autore senior Michael J. Holtzman, MD, Professore di medicina di Selma che ha collaborato con Herman Seldin, un Professore di biologia e fisiologia cellulare. “Siamo migliorati nel prenderci cura della malattia acuta COVID-19, ma ciò che accade dopo quella fase iniziale di infortunio è ancora un grosso ostacolo per un risultato migliore. A questo punto, ci troviamo anche di fronte a decine di milioni di persone che hanno già avuto un’infezione e un’alta percentuale di loro soffre di malattie a lungo termine, soprattutto con sintomi respiratori. Non abbiamo un trattamento in grado di correggere il problema”.
È riconosciuto che le infezioni respiratorie acute possono portare a malattie polmonari croniche. I bambini ricoverati in Ospedale con virus respiratorio sinciziale, ad esempio, hanno da due a quattro volte più probabilità di sviluppare asma che persiste per lunghi periodi, forse anche per tutta la vita. Tuttavia, non è completamente compreso come esattamente un’infezione respiratoria acuta scateni una malattia cronica, rendendo difficile lo sviluppo di terapie per prevenirla o curarla.
Come parte di questo studio, Holtzman e colleghi, incluso il primo autore Kangyun Wu, Ph.D., un istruttore in medicina, hanno studiato topi infettati dal virus Sendai, un virus che non causa malattie gravi nelle persone, ma infetta naturalmente animali compresi i topi e provoca infezioni respiratorie che si sviluppano in modo molto simile alle infezioni respiratorie nelle persone.
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I ricercatori hanno esaminato i tessuti polmonari di topi 12 e 21 giorni dopo l’infezione con il virus Sendai e hanno confrontato i campioni con i tessuti polmonari di topi non infetti. Hanno scoperto che due popolazioni di cellule staminali aiutano a mantenere la barriera tra il polmone e il mondo esterno nei topi non infetti. Dopo l’infezione con il virus Sendai, tuttavia, queste due popolazioni iniziano separatamente a moltiplicarsi ea diffondersi negli spazi aerei. Le cellule basali occupano piccole vie aeree e sacche d’aria mentre le cellule AT2 rimangono confinate nelle sacche d’aria. Alcune delle nuove cellule basali diventano cellule produttrici di muco, mentre altre rilasciano molecole che reclutano cellule immunitarie nei polmoni. Complessivamente, il processo si traduce in polmoni con meno spazio aereo, più muco e infiammazione in corso che insieme interferiscono con la respirazione. Ulteriori esperimenti hanno mostrato che questo processo dipende dalla proteina IL-33. In condizioni normali, IL-33 aumenta nei nuclei delle cellule staminali polmonari in risposta a stress o lesioni e aiuta il polmone a riparare le barriere danneggiate. Durante e dopo l’infezione, tuttavia, IL-33 può assumere un ruolo dannoso.
Per valutare il ruolo dell’IL-33 nel danno polmonare da infezione respiratoria acuta, i ricercatori hanno modificato geneticamente i topi per non avere IL-33 nel set basale delle cellule staminali polmonari. Gli scienziati hanno quindi infettato quei topi, e un gruppo separato di topi non modificati, con il virus Sendai. I due gruppi di topi erano ugualmente efficaci nel combattere un’infezione iniziale del virus Sendai. Ma tre settimane dopo l’infezione, i polmoni dei topi privi di IL-33 hanno mostrato una minore crescita eccessiva cellulare, muco e infiammazione, indicando che avevano meno segni di alterazioni polmonari dannose. A sette settimane dall’infezione, i topi senza IL-33 nelle cellule basali avevano anche livelli di ossigeno più elevati nel sangue e una minore iperreattività delle vie aeree, entrambi segni di miglioramento della loro malattia polmonare cronica.
“Questi risultati sono davvero interessanti perché sbarazzarsi di IL-33 e, a sua volta perdere le cellule staminali basali, avrebbe potuto peggiorare le cose”, ha detto Holtzman. “I topi ingegnerizzati avrebbero potuto morire perché non erano più in grado di eseguire la normale riparazione del danno virale alla barriera polmonare. Ma non è così. I topi privi di questa popolazione di cellule basali invece hanno avuto risultati migliori. Questo è quello che abbiamo osservato e di cui siamo entusiasti. Questi risultati ci mettono su un terreno solido per trovare terapie che correggano il cattivo comportamento delle cellule staminali basali“.
“Individuare le fasi del percorso tra IL-33 e l’attivazione delle cellule basalinell’infezione respiratoria potrebbe costituire la base di terapie ampiamente efficaci per prevenire o curare le malattie polmonari causate da una varietà di virus e forse altre forme di lesioni nel polmone e in altri siti in cui il corpo incontra il mondo esterno”, ha detto Holtzman. “Il polmone ha una risposta piuttosto stereotipata alle lesioni, comprese le lesioni virali. Il tipo specifico di virus, la genetica dell’ospite, la gravità della malattia iniziale: tutte queste cose influenzano l’esito, ma sono solo questioni di gradi. Si vedono ancora gli stessi elementi chiave in tutte le condizioni, ed è per questo che crediamo che possa esserci una strategia comune per il trattamento. Abbiamo in programma la scoperta di farmaci per trovare una strategia comune e questo studio si adatta bene a questo”.
