Il blocco del sistema immunitario mortale La tempesta di citochine è vitale per il trattamento di COVID-19

Il blocco del sistema immunitario mortale La tempesta di citochine è vitale per il trattamento di COVID-19 Le cellule immunitarie rilasciano proteine ​​chiamate citochine che avvisano il resto del sistema immunitario che è presente un virus. www.scientificanimations.com, CC BY-SA

Il killer non è il virus ma la risposta immunitaria.

L'attuale pandemia è unica non solo perché è causata da un nuovo virus che mette a rischio tutti, ma anche perché la gamma di risposte immunitarie innate è diversa e imprevedibile. In alcuni è abbastanza forte da uccidere. In altri è relativamente mite.

La mia ricerca riguarda l'immunità innata. L'immunità innata è la difesa innata di una persona contro i patogeni che istruiscono il sistema immunitario adattativo del corpo a produrre anticorpi contro i virus. Queste risposte anticorpali possono essere successivamente utilizzate per lo sviluppo di approcci vaccinali. Lavorando in laboratorio of Premio Nobel Bruce Beutler, Ho scritto insieme la carta ciò ha spiegato come le cellule che compongono il sistema immunitario innato del corpo riconoscano i patogeni e come una reazione eccessiva a loro in generale possa essere dannosa per l'ospite. Ciò è particolarmente vero nei pazienti COVID-19 che stanno reagendo in modo eccessivo al virus.

La morte cellulare - una partita a scacchi di sacrificio

Studio la risposta infiammatoria e la morte cellulare, che sono due componenti principali della risposta innata. I globuli bianchi chiamati macrofagi usano una serie di sensori per riconoscere l'agente patogeno e produrre proteine ​​chiamate citochine, che innescano l'infiammazione e reclutano altre cellule del sistema immunitario innato per un aiuto. Inoltre, i macrofagi istruiscono il sistema immunitario adattivo a conoscere l'agente patogeno e alla fine producono anticorpi.


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Per sopravvivere all'interno dell'ospite, agenti patogeni di successo silenziano la risposta infiammatoria. Lo fanno bloccando la capacità dei macrofagi di rilasciare citochine e avvisare il resto del sistema immunitario. Per contrastare il silenziamento del virus, le cellule infette si suicidano o la morte cellulare. Sebbene dannoso a livello cellulare, la morte cellulare è benefica a livello dell'organismo perché blocca la proliferazione dell'agente patogeno.

Ad esempio, l'agente patogeno che ha causato la peste bubbonica, che ha ucciso metà della popolazione umana Europa tra il 1347 e il 1351, è stato in grado di disabilitare o mettere a tacere i globuli bianchi delle persone e proliferare in esse, causando in definitiva la morte dell'individuo. Tuttavia, nei roditori l'infezione si è manifestata diversamente. Sono morti solo i macrofagi infetti dei roditori, limitando così la proliferazione dell'agente patogeno nei corpi dei roditori che ha permesso loro di sopravvivere.

La risposta "silenziosa" alla peste è sorprendentemente diversa dalla risposta violenta a SARS-CoV-2, il virus che causa COVID-19. Ciò suggerisce che mantenere il giusto equilibrio tra la risposta innata è cruciale per la sopravvivenza dei pazienti COVID-19.

Il blocco del sistema immunitario mortale La tempesta di citochine è vitale per il trattamento di COVID-19 Incisione vintage di un carro morto che raccoglie i corpi delle vittime della peste durante l'ultima Grande Pestilenza di Londra, che si estendeva dal 1665 al 1666. duncan1890 / Getty Images

Percorso di una tempesta di citochine

Ecco come una reazione eccessiva dal sistema immunitario può mettere in pericolo una persona che combatte un'infezione.

Alcune delle proteine ​​che innescano l'infiammazione, chiamate chemiochine, avvertono altre cellule immunitarie - come i neutrofili, che sono mangiatori di microbi professionali - di convocarsi nel sito di infezioni dove possono arrivare prima e digerire l'agente patogeno.

Altre citochine - come l'interleuchina 1b, l'interleuchina 6 e il fattore di necrosi tumorale - guidano i neutrofili dai vasi sanguigni al tessuto infetto. Queste citochine possono aumentare il battito cardiaco, elevare la temperatura corporea, innescare coaguli di sangue che intrappolano il patogeno e stimolare i neuroni nel cervello a modulare la temperatura corporea, la febbre, la perdita di peso e altre risposte fisiologiche che si sono evolute per uccidere il virus.

Quando la produzione di queste stesse citochine è incontrollata, gli immunologi descrivono la situazione come una "tempesta di citochine". Durante una tempesta di citochine, i vasi sanguigni si allargano ulteriormente (vasolidazione), portando a bassa pressione sanguigna e lesioni diffuse dei vasi sanguigni. La tempesta innesca un flusso di globuli bianchi per entrare nei polmoni, che a sua volta convocano più cellule immunitarie che colpiscono e uccidono le cellule infette da virus. Il risultato di questa battaglia è uno stufato di fluidi e cellule morte e conseguente insufficienza d'organo.

La tempesta di citochine è un fulcro della patologia COVID-19 con conseguenze devastanti per l'ospite.

Quando le cellule non riescono a interrompere la risposta infiammatoria, la produzione di citochine rende i macrofagi iperattivi. I macrofagi iperattivati ​​distruggono le cellule staminali nel midollo osseo, che porta all'anemia. L'interleuchina 1b intensificata provoca febbre e insufficienza d'organo. L'eccessivo fattore di necrosi tumorale provoca la morte massiccia delle cellule che rivestono i vasi sanguigni, che diventano coaguli. Ad un certo punto, la tempesta diventa inarrestabile e irreversibile.

Farmaci che spezzano la tempesta di citochine

Una strategia alla base dei trattamenti per COVID è, in parte, basata in parte sulla rottura del circolo vizioso della "tempesta di citochine". Questo può essere fatto usando anticorpi per bloccare i mediatori primari della tempesta, come IL6, o il suo recettore, che è presente su tutte le cellule del corpo.

Inibizione del fattore di necrosi tumorale può essere ottenuto con farmaci anticorpali approvati dalla FDA come Remicade o Humira o con un recettore solubile come Enbrel (originariamente sviluppato da Bruce Beutler) che si lega al fattore di necrosi tumorale e gli impedisce di innescare l'infiammazione. Il Il mercato globale degli inibitori del fattore di necrosi tumorale ammonta a 22 miliardi di dollari.

I farmaci che bloccano varie citochine sono ora in fase di sperimentazione clinica per testare se sono efficaci per fermare la spirale mortale in COVID-19.

Circa l'autore

Alexander (Sasha) Poltorak, professore di immunologia, Tufts University

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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